核電廠輻射監(jiān)測設(shè)備國產(chǎn)化進展及方向研究

吳平韜 連杰

福建福清核電有限公司 福建福清 350318

1 KRT系統(tǒng)的主要功能

KRT系統(tǒng)是與電廠運行情況直接相關(guān)的輻射防護監(jiān)測系統(tǒng)，具有連續(xù)監(jiān)測、快速響應(yīng)、提供輻射安全信息反饋等特點。它執(zhí)行以下四種功能：（1）對輻射風(fēng)險較大的場所進行連續(xù)監(jiān)測，并對控制區(qū)進行定期巡檢監(jiān)測，保護電廠工作人員免受高劑量照射。（2）監(jiān)測核電廠的氣相和液相流出物得污染水平，確保核電廠周圍的居民免受照射。（3）對核電廠屏障的完整性和有效性的監(jiān)測，確保在屏障失效前對其進行修復(fù)，防止失效危險的發(fā)生。（4）為核電廠提供輻射監(jiān)測數(shù)據(jù)，確保電廠的隔離系統(tǒng)和通風(fēng)系統(tǒng)的自動安全措施能有效觸發(fā)，為工作人員和公眾的輻射安全提供保障[1]。

2 KRT系統(tǒng)的設(shè)備現(xiàn)狀

2.1 常用探測器

KRT系統(tǒng)常用的探測器主要包括：半導(dǎo)體探測器、閃爍體探測器、電離室、蓋格計數(shù)管（G-M計數(shù)管）等。電離室分為脈沖電離室和電流電離室，其中電流電離室具有能量響應(yīng)好、線性范圍寬、工作壽命長等優(yōu)點，應(yīng)用于秦山二期核電廠KRT系統(tǒng)中的電離室主要是電流電離室。G-M計數(shù)管是最早和最廣泛使用的一種輻射探測器，具有靈敏度高、穩(wěn)定性高、制造方便和成本低等優(yōu)點，但對高能γ射線探測效率較差，且測量誤差相對較大，福清核電廠部分通道的探頭屬G-M計數(shù)管。半導(dǎo)體探測器包括高純鍺（HPGe）探測器和碲化鎘（CdTe）探測器，其中HPGe探測器具有能量分辨率高、線性范圍寬、體積小等優(yōu)點，但性能受溫度影響大，需要液氮冷卻后使用，一般用于實驗室和各種專業(yè)場所；CdTe探測器是一種新型的半導(dǎo)體探測器，能在室溫下穩(wěn)定工作，對環(huán)境條件適應(yīng)性強，缺點是存在極化現(xiàn)象。閃爍體探測器主要以NaI（Tl）探測器為主，具有對γ射線探測效率高、靈敏度強、室溫下穩(wěn)定工作等特點，在國內(nèi)絕大多數(shù)商用核設(shè)施KRT系統(tǒng)中均有使用[2]。

2.2 國內(nèi)KRT設(shè)備現(xiàn)狀

國內(nèi)在KRT設(shè)備的研發(fā)上起步較晚、技術(shù)較為薄弱，暫無法為核電廠提供全套的KRT設(shè)備。國內(nèi)主要的KRT研發(fā)廠商包括：西安核儀器廠、山西中輻院、中船重工719研究所等，其中西安核儀器廠和719研究所已經(jīng)為國內(nèi)部分商用核設(shè)施進行供貨。

3 輻射監(jiān)測設(shè)備國產(chǎn)化的方向

3.1 建立標(biāo)準(zhǔn)體系，利用標(biāo)準(zhǔn)指引方向

我國的核電建設(shè)走的是引進、消化、吸收、自主建設(shè)的路線。從目前來看，引進工作做得非常多，但是引進后的工作則相對不足。法國在20世紀(jì)70年代初學(xué)習(xí)美國的壓水堆核電技術(shù)，根據(jù)其自身情況摸索并制定出一整套適合法國實際情況的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，使其迅速成為核電技術(shù)領(lǐng)先的大國。我國發(fā)展核電的歷史已有30年的時間，但是我國核電建設(shè)的很多標(biāo)準(zhǔn)仍然使用國外制定的標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)前應(yīng)抓緊時間完善、規(guī)范我國核電建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)體系；標(biāo)準(zhǔn)的國產(chǎn)化是輻射監(jiān)測設(shè)備乃至整個核電裝備制造業(yè)國產(chǎn)化的引擎。建立適合中國國情的核電建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)能夠為輻射監(jiān)測設(shè)備國產(chǎn)化指引方向。

3.2 加強基礎(chǔ)研究，為設(shè)備國產(chǎn)化奠基

技術(shù)性能優(yōu)異的探測器、光電倍增管、放大器是制造出一套性能先進的輻射監(jiān)測設(shè)備的基礎(chǔ)。當(dāng)前我國輻射探測設(shè)備的基礎(chǔ)部件的生產(chǎn)技術(shù)、工藝明顯落后國外制造廠，而且國內(nèi)大部分生產(chǎn)廠在基礎(chǔ)部件的生產(chǎn)、研發(fā)上投入較少，先進技術(shù)部件的生產(chǎn)能力日益萎縮。這種狀況造成國內(nèi)生產(chǎn)的輻射監(jiān)測設(shè)備要么在技術(shù)上與國外設(shè)備存在差距，要么設(shè)備造價較高，市場競爭力較弱[3]。如果長期依賴國外進口部件進行設(shè)備集成必然導(dǎo)致我國的輻射監(jiān)測設(shè)備國產(chǎn)化有名無實，由國外供貨商壟斷設(shè)備市場變成壟斷核心部件市場；因此，制造出性能優(yōu)異的關(guān)鍵部件是輻射監(jiān)測設(shè)備國產(chǎn)化的核心，也是破解國外設(shè)備壟斷我國市場的關(guān)鍵。關(guān)鍵部件的基礎(chǔ)性研究是一個循序漸進、資金投入大的過程，需要長期堅持不懈的研究才能取得好的效果。

3.3 科研院所與制造商結(jié)合

從福清、方家山項目輻射監(jiān)測設(shè)備招投標(biāo)階段來看，國內(nèi)供貨商基本上可以分為3類：科研院所、制造企業(yè)、國內(nèi)代理商。略去代理商不談，目前科研院所和國內(nèi)制造企業(yè)在與國外設(shè)備供貨商的競爭中均有明顯的短板。科研院所可以依托其大量的科研項目及課題，使其在技術(shù)上與國外供貨商差距不大，但是其生產(chǎn)經(jīng)驗不足，質(zhì)保體系不完善，項目管理經(jīng)驗不足；制造企業(yè)由于其人才流失嚴(yán)重，很多產(chǎn)品技術(shù)落后，難以滿足核電業(yè)主使用需求，但是其項目經(jīng)驗豐富、質(zhì)保體系較為完善。基于此，走科研院所與制造企業(yè)相結(jié)合的路線是目前快速打破國外供貨商壟斷的方法[4]。通過科研院所與制造企業(yè)相結(jié)合可以快速將科研成果轉(zhuǎn)為符合核電廠實際使用要求的工業(yè)化輻射監(jiān)測設(shè)備。科研院所與制造企業(yè)相結(jié)合雙方可以互取所需、取長補短，快速提高我國輻射監(jiān)測設(shè)備的國產(chǎn)化能力。

4 結(jié)語

輻射監(jiān)測設(shè)備國產(chǎn)化并不是盲目追求國產(chǎn)化率，而是通過我國輻射監(jiān)測設(shè)備科研院所和制造廠為主體、用戶配合，找準(zhǔn)目標(biāo)重點突破。片面強調(diào)國產(chǎn)化率而不注重國產(chǎn)化的質(zhì)量，使用技術(shù)落后于國外技術(shù)的設(shè)備，對輻射監(jiān)測設(shè)備國產(chǎn)化沒有太多好處，反而會造成國內(nèi)設(shè)備停滯不前。只有在我國自主研發(fā)創(chuàng)新設(shè)備與國外設(shè)備技術(shù)可以比肩的基礎(chǔ)上，才能逐步擴大國產(chǎn)化設(shè)備的供貨范圍。