核電廠輻射環(huán)境監(jiān)督性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)選址和設(shè)計(jì)的思考和建議

姚沛林(中核遼寧核電有限公司，遼寧 興城，125100；

關(guān)慶濤(遼寧省生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心，遼寧 沈陽(yáng)，110161)

0 前言

截至2020年9月，國(guó)內(nèi)核電建設(shè)已覆蓋全國(guó)8個(gè)沿海省份，北起遼寧南至海南，共49臺(tái)核電機(jī)組裝料發(fā)電[1]。隨著核電的發(fā)展，國(guó)家環(huán)保監(jiān)管部門(mén)和公眾越來(lái)越重視核電廠周邊輻射環(huán)境的水平，出臺(tái)并發(fā)布了一系列的監(jiān)管要求。2012年，國(guó)家能源局和原環(huán)境保護(hù)部聯(lián)合頒布了《核電廠輻射環(huán)境現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)規(guī)范(試行)》[2](以下簡(jiǎn)稱(chēng)“建設(shè)規(guī)范”)，用以進(jìn)一步明確和規(guī)范輻射環(huán)境監(jiān)督性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)的相關(guān)要求。后于2014年頒布了《核電廠輻射環(huán)境現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)具體技術(shù)要求(試行)》[3](以下簡(jiǎn)稱(chēng)“技術(shù)要求”)，2018年進(jìn)行了升版。兩個(gè)文件明確了國(guó)家監(jiān)管部門(mén)以及核電廠各自的職責(zé)，規(guī)范了監(jiān)督性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)要求，為該系統(tǒng)選址、方案設(shè)計(jì)、審評(píng)和驗(yàn)收等提供了系統(tǒng)的技術(shù)保障。全國(guó)已有8個(gè)省份建設(shè)了核電廠輻射環(huán)境現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其它新廠址的監(jiān)督性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)也在進(jìn)一步推進(jìn)中。

1 系統(tǒng)介紹

輻射環(huán)境現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)用于國(guó)家環(huán)境保護(hù)監(jiān)管部門(mén)對(duì)核電廠流出物和周邊輻射環(huán)境開(kāi)展監(jiān)督性監(jiān)測(cè)，是核電廠重要的環(huán)境保護(hù)設(shè)施之一。該系統(tǒng)由流出物監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)兩部分組成。

1.1 流出物監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

包括了核電廠核島流出物在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)以及流出物實(shí)驗(yàn)室兩部分，用于對(duì)核電廠氣、液態(tài)放射性流出物的放射性水平進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)和實(shí)驗(yàn)室分析，同時(shí)兼顧核應(yīng)急情況下的輻射監(jiān)測(cè)任務(wù)。

1.2 輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

包括了前沿站以及監(jiān)測(cè)子站兩部分，用于開(kāi)展核電廠周邊環(huán)境的放射性水平連續(xù)監(jiān)測(cè)、環(huán)境介質(zhì)和生物介質(zhì)放射性水平的實(shí)驗(yàn)室分析以及相關(guān)氣象監(jiān)測(cè)。

1.3 數(shù)據(jù)傳輸

各監(jiān)測(cè)子站連續(xù)監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)和流出物在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)經(jīng)前沿站匯總后逐級(jí)傳輸至省級(jí)匯總中心和國(guó)家匯總中心。同時(shí)，流出物監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)還應(yīng)傳輸至地方監(jiān)督站。監(jiān)督性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)架構(gòu)見(jiàn)圖1所示。

以下對(duì)監(jiān)督性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)選址和設(shè)計(jì)階段需要關(guān)注的問(wèn)題予以分析并提出相關(guān)建議。

2 選址階段

2.1 用地規(guī)劃和資金概算應(yīng)與主體工程統(tǒng)一考慮

建設(shè)規(guī)范中已明確：將監(jiān)督性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)納入核電廠建設(shè)方案、建設(shè)用地納入土地利用規(guī)劃和城市規(guī)劃以及資金納入成本概算。但由于各核電廠建設(shè)時(shí)間不同以及同期國(guó)家頒布的管理要求不同，各核電廠監(jiān)督性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)推進(jìn)的過(guò)程及建設(shè)水平各不相同。尤其是對(duì)于建設(shè)規(guī)范和技術(shù)要求頒布前已運(yùn)行的核電廠，其監(jiān)督性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在后期均進(jìn)行了升級(jí)改造。建設(shè)規(guī)范和技術(shù)要求頒布后，部分核電廠由于機(jī)組即將裝料發(fā)電，其監(jiān)督性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)啟動(dòng)建設(shè)時(shí)間較晚，建設(shè)過(guò)程比較倉(cāng)促，用地和資金成本并沒(méi)有提前納入規(guī)劃，前沿站和流出物實(shí)驗(yàn)室多采用已有建筑物改造的方式，監(jiān)測(cè)子站多采用臨時(shí)租地。按照2019年升版的技術(shù)要求，已投運(yùn)的監(jiān)督性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)其建設(shè)規(guī)格和技術(shù)指標(biāo)大多需提標(biāo)改造。

部分核電廠，由于技術(shù)經(jīng)驗(yàn)不足，在選址和初步設(shè)計(jì)階段，并沒(méi)有考慮到監(jiān)督性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的整體規(guī)劃，包括項(xiàng)目用地、概算以及方案設(shè)計(jì)等，對(duì)后期項(xiàng)目審評(píng)、驗(yàn)收和移交帶來(lái)了一定的困難。

技術(shù)要求明確了監(jiān)測(cè)子站選址需滿(mǎn)足全面性、代表性、穩(wěn)定性、易運(yùn)維以及共點(diǎn)的原則，綜合考慮以上要求后，個(gè)別子站可能會(huì)設(shè)置于距居民區(qū)稍遠(yuǎn)、交通條件相對(duì)較差的地方。為了便于后期人員布樣、取樣以及子站運(yùn)維，需要對(duì)該子站周?chē)牡缆愤M(jìn)行平整和硬化，因此，在本系統(tǒng)投資概算中還應(yīng)適當(dāng)考慮子站周邊道路修建的費(fèi)用。

2.2 選址和土地使用證辦理

核電項(xiàng)目開(kāi)展前期土地預(yù)審時(shí)，若未包括廠外監(jiān)督性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)用地，就涉及單獨(dú)征地事宜。根據(jù)地方土地規(guī)劃，前沿站和流出物實(shí)驗(yàn)室用地可選擇熟地直接按流程辦理土地使用證。由于監(jiān)測(cè)子站選址分布分散，涉及多個(gè)村、鄉(xiāng)(鎮(zhèn))管轄，需逐個(gè)簽訂土地出讓和補(bǔ)償協(xié)議，再統(tǒng)一辦理土地使用證。

“技術(shù)要求”關(guān)于監(jiān)測(cè)子站的設(shè)計(jì)要求：“監(jiān)測(cè)子站應(yīng)優(yōu)先考慮采用一體化站房，采用建筑物作為監(jiān)測(cè)子站站房的原則上應(yīng)采用現(xiàn)有房屋，不重新征地。”筆者認(rèn)為，雖然征地工作難度較大、手續(xù)繁瑣，但從長(zhǎng)遠(yuǎn)考慮，利大于弊。在條件允許的情況下，應(yīng)優(yōu)先考慮采取征地的形式。主要原因有：

(1)子站選址一般多在空曠區(qū)域，綜合考慮方位角、距離、風(fēng)向等選址因素后能供選擇的現(xiàn)房資源較少。

(2)采用現(xiàn)有房屋作為站址通常均為租賃的形式，同時(shí)需考慮出租者是否愿意長(zhǎng)期出租、房屋的安全性是否能長(zhǎng)期保證、噪聲對(duì)周?chē)藛T影響等諸多客觀因素。因此，很難將其作為永久性監(jiān)測(cè)場(chǎng)所，后期移站的可能性較大，不利于監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的穩(wěn)定獲取，并對(duì)比對(duì)分析造成影響。

(3)從運(yùn)維角度來(lái)看，若將站房放置于房頂，一方面要考慮吊裝條件，另一方面不便于人員作業(yè)，存在一定的安全隱患。

(4)從投資成本來(lái)看，由于子站占地面積較小，征地的費(fèi)用明顯低于長(zhǎng)期租賃的費(fèi)用。以某核電廠為例，子站選址土地市場(chǎng)價(jià)約8萬(wàn)元/畝，按照一個(gè)子站征地面積約100 m2計(jì)算，其征地費(fèi)用約1.2萬(wàn)元。若采取租地的形式，參考同行情況，一個(gè)子站租地費(fèi)用約1～2萬(wàn)元/年，在核電壽期內(nèi)一個(gè)子站將花費(fèi)至少60萬(wàn)的租地費(fèi)。

除了滿(mǎn)足建設(shè)規(guī)范和技術(shù)要求外，監(jiān)測(cè)子站選址還應(yīng)考慮：土地性質(zhì)以建設(shè)用地、荒地、開(kāi)荒地為宜，條件不具備的也可考慮耕地。但是基本農(nóng)田、林地等有紅線要求的不作為選址的范圍。子站選址前，需向地方自然資源部門(mén)和城市規(guī)劃部門(mén)了解選址范圍內(nèi)的土地性質(zhì)和發(fā)展規(guī)劃。同時(shí)，還應(yīng)保證選址范圍內(nèi)不存在壓覆礦、采礦權(quán)、探礦權(quán)的情況，且根據(jù)地方要求與其紅線保持一定距離。

監(jiān)督性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)選址固化后，應(yīng)及時(shí)開(kāi)展廠址保護(hù)，做好邊界圍欄或界樁，系統(tǒng)未建成前定期現(xiàn)場(chǎng)巡視，一旦發(fā)現(xiàn)問(wèn)題盡早處理，妥善解決。

2.3 對(duì)照點(diǎn)應(yīng)統(tǒng)一規(guī)劃、同步推進(jìn)

對(duì)照點(diǎn)是核電廠環(huán)境監(jiān)測(cè)至關(guān)重要的組成部分，配置完整的子站功能，包括連續(xù)監(jiān)測(cè)和取樣，其連續(xù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)應(yīng)一并傳送至監(jiān)督性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心。目前已頒布的建設(shè)規(guī)范和技術(shù)要求未包含對(duì)照點(diǎn)的相關(guān)要求，有經(jīng)驗(yàn)的建設(shè)單位一般會(huì)參照行業(yè)傳統(tǒng)的技術(shù)參數(shù)增加對(duì)照點(diǎn)的數(shù)量。如某核電廠在監(jiān)督性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)選址時(shí)考慮將對(duì)照點(diǎn)設(shè)置于距核電廠21 km的前沿站，國(guó)家主審部門(mén)在審評(píng)時(shí)并沒(méi)有提出異議，但后來(lái)地方環(huán)保主管部門(mén)要求在距離核電30 km以外重新設(shè)置對(duì)照點(diǎn)。對(duì)照點(diǎn)的選取只憑經(jīng)驗(yàn)而確定，缺少?lài)?yán)格的規(guī)范要求，具有一定的隨意性，建議在技術(shù)要求中明確對(duì)照點(diǎn)的布設(shè)要求；另一方面，建設(shè)單位應(yīng)同步推進(jìn)對(duì)照點(diǎn)和監(jiān)測(cè)子站的建設(shè)，以便統(tǒng)一規(guī)劃和設(shè)計(jì)。選址的條件以距核電廠30～80 km[4]、不宜變更位置、避開(kāi)主導(dǎo)下風(fēng)向、與周?chē)h(huán)境相互影響較小、用電通訊可達(dá)、工作便利為宜。

3 設(shè)計(jì)階段

監(jiān)督性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的建設(shè)已在技術(shù)要求中進(jìn)行了明確、具體的規(guī)范，這使得其設(shè)計(jì)有了依據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)?？傮w來(lái)講，技術(shù)要求對(duì)系統(tǒng)平面布置、建設(shè)規(guī)模、功能、設(shè)備指標(biāo)和配置、安全防護(hù)等各方面進(jìn)行了規(guī)范，但方案設(shè)計(jì)中還應(yīng)結(jié)合各電廠具體的情況以及實(shí)驗(yàn)室使用的需求做進(jìn)一步完善和優(yōu)化。

3.1 實(shí)驗(yàn)室及配套設(shè)施布置優(yōu)化

結(jié)合某核電廠監(jiān)督性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)項(xiàng)目推進(jìn)過(guò)程中的經(jīng)驗(yàn)反饋，對(duì)實(shí)驗(yàn)室及其配套設(shè)施布設(shè)提出以下優(yōu)化建議：

(1)建設(shè)規(guī)范和技術(shù)要求沒(méi)有明確配設(shè)熱釋光實(shí)驗(yàn)室和監(jiān)測(cè)設(shè)備的相關(guān)要求。而環(huán)境γ輻射累積監(jiān)測(cè)是核電環(huán)境監(jiān)測(cè)的必要工作之一，已運(yùn)行核電廠環(huán)境實(shí)驗(yàn)室中均配有熱釋光實(shí)驗(yàn)室，因此在項(xiàng)目方案設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)補(bǔ)充熱釋光測(cè)量實(shí)驗(yàn)室以及相關(guān)的設(shè)備和耗材。

(2)建設(shè)規(guī)范和技術(shù)要求沒(méi)有明確對(duì)易制毒和易制爆化學(xué)品的要求。如硫酸、鹽酸、高錳酸鉀等三類(lèi)易制毒化學(xué)品[5]，硝酸、硝酸鹽、過(guò)氧化氫等易制爆化學(xué)品[6]都是開(kāi)展實(shí)驗(yàn)常用的化學(xué)品，因此化學(xué)品儲(chǔ)存室應(yīng)按照易制毒、易制爆儲(chǔ)存室的規(guī)范設(shè)計(jì)。

(3)建設(shè)規(guī)范和技術(shù)要求沒(méi)有提及關(guān)于工作人員餐飲保障的要求。對(duì)于監(jiān)督性監(jiān)測(cè)前沿站和流出物實(shí)驗(yàn)室位置距離核電廠和市區(qū)較遠(yuǎn)的，應(yīng)考慮長(zhǎng)期工作人員的餐飲保障。以某核電廠為例，其監(jiān)督性監(jiān)測(cè)前沿站、流出物實(shí)驗(yàn)室、核電廠環(huán)境實(shí)驗(yàn)室同址建設(shè)在距離核電廠21 km的工業(yè)園區(qū)，距市區(qū)15 km，周?chē)衫玫纳鐣?huì)資源非常有限。建成后，該區(qū)域不僅承擔(dān)著核電廠日常的環(huán)境與流出物監(jiān)測(cè)，還承擔(dān)了核事故狀態(tài)下的應(yīng)急監(jiān)測(cè)，對(duì)該區(qū)域30～40人工作團(tuán)隊(duì)的餐飲條件應(yīng)予以保障。

(4)生物樣品碳化和灰化前處理實(shí)驗(yàn)室的通風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)獨(dú)立設(shè)置，重點(diǎn)側(cè)重除油除味的過(guò)濾功能。條件允許的廠址最好能將灰化和碳化實(shí)驗(yàn)室與主體建筑物理隔離，以最大程度減小其氣味的影響。

(5)對(duì)于前沿站和流出物實(shí)驗(yàn)室在廠外同址建設(shè)的，考慮到流出物實(shí)驗(yàn)室氣氚等放射性物質(zhì)的彌散，值守人員的休息場(chǎng)所應(yīng)設(shè)置于前沿站為宜，以減少不必要的職業(yè)照射，達(dá)到輻射防護(hù)最優(yōu)化。

3.2 設(shè)備配置優(yōu)化

(1)按照3.1所述，熱釋光測(cè)量室設(shè)備應(yīng)配置熱釋光劑量計(jì)、儲(chǔ)存鉛室、退火爐、測(cè)量?jī)x、軟件系統(tǒng)以及定期校準(zhǔn)所需的刻度源等。

(2)建設(shè)規(guī)范中明確了氣溶膠采樣裝置的要求，流量≥600 m3/h的超大流量采樣裝置不少于1臺(tái)。而目前生態(tài)環(huán)境部建設(shè)的大氣輻射環(huán)境自動(dòng)監(jiān)測(cè)站中，對(duì)于氣溶膠均采取了超大流量采樣裝置[7]。結(jié)合實(shí)踐，筆者認(rèn)為在監(jiān)督性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中應(yīng)參考國(guó)控站的配置，將氣溶膠采樣均配置超大流量采樣裝置為宜，以規(guī)范氣溶膠取樣及實(shí)驗(yàn)室操作，統(tǒng)一備品配件，便于后續(xù)運(yùn)維管理。

3.3 流出物實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)關(guān)注事項(xiàng)

監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)室在設(shè)計(jì)過(guò)程中還應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注實(shí)驗(yàn)室輻射防護(hù)能力，技術(shù)規(guī)范要求實(shí)驗(yàn)室內(nèi)物流通道和人流通道設(shè)置以及通風(fēng)應(yīng)從輻射水平低的區(qū)域向輻射水平高的區(qū)域流動(dòng)，以最大限度避免放射性核素的擴(kuò)散和沾污，并盡量減小工作人員的受照劑量。

為了防止實(shí)驗(yàn)室間交叉污染，實(shí)驗(yàn)室布設(shè)建議：

(1)設(shè)置高效過(guò)濾器，合理規(guī)劃氣流組織，對(duì)易產(chǎn)生放射性污染、廢氣、廢熱和異味的房間，均采用機(jī)械排風(fēng)，氣流組織從室外、走廊彌散到各實(shí)驗(yàn)室，再經(jīng)排風(fēng)系統(tǒng)排至室外，確保各實(shí)驗(yàn)室相對(duì)于走廊和室外保持微負(fù)壓狀態(tài)。

(2)對(duì)易揮發(fā)的放射性氣體、廢氣和有異味的操作均設(shè)計(jì)在通風(fēng)柜內(nèi)進(jìn)行，以盡量減少?gòu)U氣向?qū)嶒?yàn)室的擴(kuò)散。

(3)對(duì)氚的防護(hù)，監(jiān)測(cè)樣品應(yīng)密封傳遞和保存，易泄露的操作設(shè)計(jì)在通風(fēng)柜內(nèi)進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)室應(yīng)長(zhǎng)期通風(fēng)。

4 結(jié)語(yǔ)

監(jiān)督性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的建設(shè)，不僅是落實(shí)國(guó)家監(jiān)管部門(mén)的要求，對(duì)增加環(huán)保核電的公信力、促進(jìn)核電與地方和諧發(fā)展具有重要的意義?；趪?guó)內(nèi)某核電廠監(jiān)督性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)選址和方案設(shè)計(jì)的實(shí)踐，同時(shí)結(jié)合其他部分核電廠的經(jīng)驗(yàn)反饋，筆者提出以下建議：

(1)《核電廠輻射環(huán)境現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)具體技術(shù)要求》進(jìn)一步升版時(shí)，補(bǔ)充完善關(guān)于對(duì)照點(diǎn)選址和配置、熱釋光實(shí)驗(yàn)室及設(shè)備配置、化學(xué)品儲(chǔ)存室設(shè)計(jì)以及工作人員后勤保障等相關(guān)內(nèi)容，將氣溶膠采樣設(shè)備統(tǒng)一為超大流量型。

(2)核電項(xiàng)目建設(shè)單位在開(kāi)展前期土地預(yù)審時(shí)，將位于核電廠外的監(jiān)督性監(jiān)測(cè)前沿站、流出物實(shí)驗(yàn)室以及監(jiān)測(cè)子站用地做統(tǒng)一策劃和征地。

(3)核電項(xiàng)目建設(shè)單位在開(kāi)展項(xiàng)目方案設(shè)計(jì)時(shí)充分調(diào)研國(guó)內(nèi)監(jiān)督性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行的情況，在滿(mǎn)足建設(shè)規(guī)范和技術(shù)要求的前提下，結(jié)合實(shí)際進(jìn)一步優(yōu)化實(shí)驗(yàn)室布局設(shè)計(jì)，不斷完善實(shí)驗(yàn)室功能以及儀器設(shè)備的選型。