γ剂量率与布设点位到核设施之间距离的相关性研究_杨颖琪.pdf

202311基础研究39Modern Chemical Research当代化工研究剂量率与布设点位到核设施之间距离的相关性研究杨颖琪1 刘泽晖2*张金帆1 郭键锋1（1.广东省深圳生态环境监测中心站 广东 5180492.中国辐射防护研究院 山西 030006）摘要：通过采集剂量率与布设点位到核设施之间距离的数据，运用SPSS软件中的皮尔逊相关性算法对瞬时剂量率与距离的相关性进行检验。结果显示相关性r为-0.093（接近0），显著性P为0.63（0.05）。最终得出结论，剂量率与布设点位到核设施之间的距离之间无明显相关性；各点位监测结果与核电的距离无相关性，表明正常工况下，辐射剂量率不会因点位与核电距离的缩短而明显提高，核电附近居民不会明显多承受辐射剂量。关键词：剂量率；相关性检验；皮尔逊相关性分析；SPSS中图分类号：X591 文献标识码：ADOI：10.20087/ki.1672-8114.2023.11.012Correlation Between Dose-rate and the Distance Between the Locationand Nuclear FacilityYang Yingqi1,Liu Zehui2*,Zhang Jinfan1,Guo Jianfeng1(1.Shenzhen Ecological and Environmental Monitoring Center of Guangdong Province,Guangdong,5180492.Chinese Academy of Radiation Protection,Shanxi,030006)Abstract：By collecting the data of dose rate and the distance from the monitoring position to the nuclear facility,the Pearson correlation algorithm in SPSS software is used to test the correlation between the instantaneous dose rate and the distance.The results showed that the correlation r was-0.093(close to 0),and the significance P was 0.63(0.05).The results showed that there was no significant correlation between the dose rate and the distance from the monitoring position to the nuclear facility,under normal working conditions,the dose rate will not be significantly increased due to the proximity of the deployment point to the nuclear facility,and the residents near the nuclear facility will not significantly bear more radiation doses.Key words：dose-rate；correlation test；Pearson correlation analysis；SPSS剂量率是辐射环境监测的主要监测内容之一，环境辐射监测是指测量与设施运行相关的操作放射性物质的设施周边以外的辐射和放射性水平。环境辐射监测的对象是环境介质和生物体1。环境辐射的剂量率主要来自宇宙射线，土壤和岩石及地表建筑材料中天然放射性核素产生的辐射，大气中氡、钍射气及其衍生物产生的辐射2。广东大亚湾核电基地由大亚湾核电运行管理公司运行管理，基地拥有六台机组，总占地面积约10km2，内有大亚湾核电厂和岭澳核电厂一期、岭澳核电厂二期。大亚湾核电厂位于大亚湾西海岸，地理坐标为北纬2237，东经11436。大亚湾核电基地西距大鹏镇7km，西距深圳市中心区直线距离约45km，西南距香港地区中心区的直线距离约50km，西北偏北距淡水24km，东北偏北距惠东48km。核电厂北面为大鹏半岛的小山群，表面为灌木，草丛及稀疏的树木覆盖，厂址往北3km的排牙山最高山峰高704m，南邻西大亚湾的大鹏澳。岭澳核电厂厂址位于大鹏镇所辖大鹏半岛东南侧，厂区的地理坐标为东经11433、北纬2236。厂址东南濒临大亚湾，北面和西面为山地丘陵，厂址北侧约1.5km处山体标高为248.9m，西侧约1km处山体标高为180200m之间，厂址用地西北高、东南低，厂址自然地面标高在060m之间。大亚湾核电基地位于北回归线以南，属亚热带海洋性气候，夏季温暖多雨，暴雨频繁，且易受台风影响；冬季干燥少雨。大亚湾核电基地六台发电机组均为功率约1000MW的压水堆，其中大亚湾核电厂（简称GNPS）两台机组先后于1994年2月和1994年5月投入商业运行，岭澳核电厂（简称LNPS）一期两台机组分别于2002年5月和2003年1月投入商业运行，岭澳核电厂二期（简称LNPS-）两台机组分别于2010年9月和2011年8月投入商业运行。现在核设施周围的辐射监测中连续监测由于202311基础研究40Modern Chemical Research当代化工研究一般按照辐射环境空气自动监测站运行技术规范（HJ 1009-2019）的要求开展，对选址、供电、通信、安全、运维等方面均有严格要求，实现难度较大，成本较高，所以通常换用季度瞬时剂量率按照环 境辐射剂量率测量技术规范（HJ 1157-2021）监测来替代。对于监测而言，选取点位通常位于核设施周围50km半径范围内，重点关注学校、居民区等敏感点，以往主要对各点位剂量率随时间的变化单独统计分析，以判断该点位辐射水平随时间的变化趋势。如科学合理的布设点位，并将所有布设点位的剂量率结合布设点位与核设施距离进行分析，形成区域性的综合分析，能更好的判断核设施对周围环境辐射水平的变化的影响，那么选点的距离与剂量率之间是否存在关联，对于监测结果准确性的判断和环境评价而言都有非常重要的意义3。1.监测仪器与监测方案在大亚湾核电基地周围布置29个瞬时剂量率监测点位（废物库南、废物库西、废物库北、废物库东、核电南、核电西、核电北、核电东南、核电水库、大坑水库、鹏城、大鹏、东山、高岭村、南澳、坝岗、葵涌、坪山、澳头、溪涌、盐田、沙头角、深圳、岭澳东（参观平台）、岭澳西、岭澳北、岭澳气象站、北龙南、北龙北）。测量点位尽量满足标准对于测点距附近高大建筑物的距离需大于30m的要求。本调研依据标准环境辐射剂量率测量技术规范（HJ 1157-2021）开展监测，仪器使用原中核（北京）核仪器厂生产的BH-3103B伽马剂量率仪进行瞬时剂量率测量，仪器校准因子为0.96，能量响应范围为（1.010-73.010-4Gy/h），具有足够的灵敏度和准确度，能量响应特性好，能适应在各种环境下的测量工作。在确保天气晴朗的两天时间内对29个点位进行测量，测量时仪器探头需垂直向下且距离地面1m，每个点测量10个数据，每个数据采集时间为1min，采集后最终得到某点结果为这个点测量的十个数据的平均值与校准因子的乘积（均未扣除宇宙射线的影响）。现场测量数据后并立刻通过地图坐标计算测量点到核设施的距离并记录。2.测量结果与计算(1)测量结果选取核设施周围N、NNE、NE、ENE、E、ESE、SE、SSE、S、SSW、SW、WSW、W、WNW、NW、NNW十六个方位共29个点位进行剂量率的测量，测量时每个点位测十个数据，每个数据测量1min，同时通过坐标测量点位到核设施之间的距离。测量结果与点位到核设施距离见表1。表1 瞬时剂量率与点位到核设施距离序号距离核电站距离/m剂量率测量值/(nGy/h)剂量率/(nGy/h)130981181132401810297.83404410197.444056111107513841171126487565.362.779001129124859491151109483913212710736012211711191988.484.912165811611113815312712214111312612115187132127161183153147175841181131815501461401923431221172013561281232195510710322848210297.52316851111107241460512111625207911131082620392121116272948911110728344141171122949700114109表1第一列为布置点位的编号，第二列为布置点位到核设施的直线距离，第三列为各个布设点位测量的瞬时剂量率的平均值，第四列为各个布设点位的瞬时剂量率的平均值与校准因子的乘积。后续对第二和第四列进行相关性检验。(2)分析计算首先，绘制剂量率与布设点位到核设施距离的散点图和组合图观察两者相关性的关系，具体见图1与图2。图1中横坐标为剂量率，纵坐标为点位到核设施距离，通过图一可以看出横纵坐标之间并无线性相关关系。图2系列1为点位到核设施距离，系列2为剂量率，通过图2也能明显看出两者之间并没有趋势上的相关性的变化联系。当然，单靠观察获得的相关性判定202311基础研究41Modern Chemical Research当代化工研究不够严谨与科学，之后需通过实际的相关性检验方法进行具体相关性检验，检验过程与结果如下：测量结果中用X表示瞬时辐射剂量率的平均值与校准因子的乘积，用Y表示点位到核设施的距离，则：(1)式中，r为两者的皮尔逊相关系数；Cov(X,Y)为X和Y的协方差4；、分别为X和Y的均值，两者相关性检验采用SPSS软件进行。相关系数r取值范围为-1到1，r0表示负相关，r0表示正相关，r=0表示不相关，一般情况下，相关性是根据以下取值范围来判断的，r的绝对值在0.81.0之间为极强相关，在0.60.8之间为强相关，在0.40.6之间为中度相关，在0.20.4之间为弱相关，在0.00.2之间为极弱或没有相关性5。运用SPSS软件中的皮尔逊相关性算法对瞬时剂量率与距离的相关性进行检验，得到的结果如表2所示。图1 剂量率与布设点位到核设施距离散点图图2 剂量率与布设点位到核设施距离组合图表2 剂量率与距离相关性检验 剂量率 距离XYX1-0.093Y-0.0931 P=0.63表2中，相关性r=-0.093接近0表明剂量率与点位到核设施距离之间无相关性，P为显著性，P=0.630.05,也表明两者无相关性的假设无法否定，即两者无相关性。通过采集某珠江三角地区剂量率与布设采集点位到核设施的距离，分析出剂量率与布设采集点位到核设施的距离之间并无相关性联系，即剂量率的高低不随点位到核设施的距离改变而改变，从而表明核设施对周围环境的剂量率并无显著影响，为核设施周围辐射监测环境评价提供依据。3.结论通过运用SPSS软件中的皮尔逊相关性算法，对瞬时剂量率和测量点到核设施之间距离的相关信息进行了检验，结果结果显示相关性r为-0.093（接近0），显著性P为0.63（0.05）。检验验证了剂量率数值与测量点到核设施之间距离无明显相关性；说明剂量率的变化主要来源于测量场所环境中的放射性，而与此核设施的放射性影响无关；表明了核设施在正常运行的情况下，并未对周围环境造成污染，对周围环境的剂量率没有显著性的影响。对于测量点位来说，测量地面环境存在不同，那么，这种不同的地面环境是否对测量的剂量率存在影响，若有影响，是否应该排除这种影响，这对于剂量率的环境监测也有很重要的意义，后续，会继续在环境监测的剂量率上进行研究，探究更多影响环境剂量率测量因素，并研究是否在环境评价中需要考虑或者排除这种因素，为剂量率的辐射环境评价做出贡献。【参考文献】1李茂林.环境辐射监测J.皮革制作与环保科技,2021,2(16):140-141.2高泽全,王瑞俊,保莉,李周,李鹏翔,李园,张静,姜恺,宋沁楠.环境辐射剂量率受降水影响规律研究J.核电子学与探测技术,2017,37(01):4-7.3王宇健,陈志祥.瞬时与累积剂量率测量数据统计学检验方法J.中国新技术新产品,2022(07):146-148.4茆师松,程依明,濮晓龙.概率论与数理统计教程第二版M.北京:高等教育出版社,2011:423-434.5王殿武,赵云斌,尚丽英,王凤刚,张震.皮尔逊相关系数算法在B油田优选化学防砂措施井的应用J.精细与专用化学品,2022,30(07):26-28.【基金项目】深圳市科技创新委员会2021年度基础研究（面上项目）“核设施烟羽应急计划区内典型建筑物隐蔽效果及其对防护行动影响研究”（项目编号：JCYJ20210324140812033）【作者简介】杨颖琪（1987-），男，汉族，陕西渭南人，本科，工程师，研究方向：核与辐射监测与分析。【通讯作者】刘泽晖（1997-），男，汉族，山西太原人，硕士，研究方向：辐射防护及环境保护。