2018—2023年防城港核电厂外围辐射水平分析.pdf

第 卷第期 年月铀矿冶 收稿日期：第一作者简介：贾力博（），男，广西南宁人，本科，工程师，主要从事电离辐射环境监测及评价研究工作。通信作者简介：张巍（），男，湖南岳阳人，本科，工程师，主要从事电离辐射环境监测及评价研究工作。年防城港核电厂外围辐射水平分析贾力博，张巍，彭文斌，常青，谢探春，李玮衡，江岳，崔伦，王菲（广西壮族自治区辐射环境监督管理站，广西 南宁 ）摘要：对防城港核电厂外围 个监测点位进行了辐射累积剂量率监测和辐射空气吸收瞬时剂量率监测，并对辐射水平监测结果进行分析，以掌握核电厂外围陆地辐射水平的长期变化状况。结果表明：年，防城港核电厂外围环境辐射累积剂量率监测值为 ，平均值为 ；瞬时剂量率为 ，平均值为 ；防城港核电厂台机组商运前后，外围陆地环境辐射水平保持一致，辐射累积剂量率、瞬时剂量率均保持在正常水平，核电运行期间气载流出物的排放对外围环境的辐射水平没有产生影响。不同点位的辐射累积剂量率变化较大，且随季节性变化呈冬季偏高、夏季偏低的现象，说明辐射累积剂量率受环境因素影响较大。关键词：累积剂量率；瞬时剂量率；核电厂；辐射水平；气载流出物；环境因素中图分类号：；文献标志码：文章编号：（）犇 犗 犐：防城港核电厂位于广西壮族自治区防城港市企沙半岛东侧，规划建设台百万千瓦级核电机组，采用一次规划，分期建设。其中，、号机组（一期工程）为单机容量 万千瓦的 机组，已分别于 年月日和 月日投入商业运行；、号机组（二期工程）采用中国自主知识产权的华龙一号三代核电技术，分别于 年 月 日和 年 月 日正式开工建设；、号机组（三期工程）也将采用华龙一号技术，目前正在推进前期工作。年月 日，防城港核电号机组已正式投入商运，后期、号机组将陆续投入商运，核电机组的运行对外围环境的影响引人关注。核电厂外围环境辐射水平的变化，受环境自然条件的影响，同时与核电运营过程中反应堆人工核素的释放息息相关。核电厂外围环境辐射水平的相关研究主要集中在液态流出物排放对海洋环境的影响 ，有关核电运营过程中对陆地环境的影响也有报道 。目前，缺乏对广西防城港核电厂外围辐射累积剂量率的最新监测结果，为此研究了 年广西防城港核电厂外围辐射累积剂量率监测数据，统计分析其累积空气吸收剂量率的空间和时间分布特征，并对华龙一号三代核电技术商运前后核电厂外围辐射环境变化进行对比，旨在掌握防城港核电厂外围的辐射环境状况。材料与方法 仪器设备热释光剂量计（），用于辐射累积剂量率监测，热释光测量系统包括台读出器，即中核控制 系 统 工 程 有限 公司 的 型 读 出 器（年间使用）和 的 型读出器（年间使用）；探测器采用 （、）材 料 的 型（北京光润意通辐射监测设备有限公司）圆片状元件，探测器的更换周期为年次。试验设备还有台 型照射器（中核控制系统工程有限公司）；台型退火炉；台 远红外精密退火炉；型便携式 剂量率仪（量程为 ），用于监测陆地辐射空气吸收剂量率和瞬时剂量率。点位布设以核电厂为中心，半径 ，按近密、远疏原则共布设 个监测点位（图），其中 内布设个监测点；内布设个监测点；内布设 个监测点；内布设个监测点；内布设个监测点。点位一般布设在地势开阔的地方，距离高大建筑物至少，离地约 ，布放周期约为个月（受疫情影响，年仅测定了后半年的数据）；在回收 的同时布放下一周期的 ，并用便携式 剂量率仪对监测点进行剂量率瞬时测量。此外，在 个累积剂量布放点的基础上，将检测结果与核电厂周围的个国控点的累积剂量率进行对比。图防城港核电厂辐射水平监测点位分布犉 犻 犵 犚 犪 犱 犻 犪 狋 犻 狅 狀犿 狅 狀 犻 狋 狅 狉 犻 狀 犵 犾 狅 犮 犪 狋 犻 狅 狀 狊犪 狉 狅 狌 狀 犱犉 犪 狀 犵 犮 犺 犲 狀 犵 犵 犪 狀 犵狀 狌 犮 犾 犲 犪 狉狆 狅 狑 犲 狉狆 犾 犪 狀 狋 监测方法参照 个人和环境监测用热释光剂量测定系统（）、辐射环境监测技术规范（）和 环境辐射剂量率测量技术规范（）进行累积剂量率监测。热释光测量仪测量参数设置：）：（用 型片标定 源剂量），在线性范围内响应的变化不大于，高压 ，升温温度为 ，自动校准间隔时间为 ，光源读数为；）线性范围为 ，在线性范围内响应的变化不大于，置信区间为 ，低温时间为，测量时间为，低温为 ，测量温度为 ，退火温度为 。根据辐射累积剂量监测结果和 元件布放时间得出累积剂量率。参照 环境辐射剂量率测量技术规范（）监测瞬时剂量率，测量时间。剂量率仪在同点位等高测量读数经刻度系数修正后即为该点位瞬时剂量率。质量控制为保证数据的准确性和可靠性，将质控措施分为内部质量控制及外部质量保证。内部质量控制措施委托中国科学剂量研究院每年对热释光测量系统进行检定，并出具检定证书和校准证书，剂量检验及刻度系统的线性均达到标准要求；委托中国科学剂量研究院或上海市计量测试技术研究院对 型 剂量率仪进行检定，检定合格并出具检定证书。铀矿冶第 卷累积剂量测量系统每月进行光源读数的测量，年终绘制光源质控图，依据拉依达准则将年的测值控制在倍标准差范围内；每半年进行次热释光系统的自检和不同仪器之间的比对；滤光片清洁或加热盘更换后进行仪器稳定性和线性确认；元件更换、仪器维修等情况发生时，立 即 重 新 送 检，检 定 合 格 后 方 可 重 新使用。剂量率仪每月进行稳定性测量，年终绘制质控图并将年的测值控制在倍标准差范围内；使用时需每天进行仪器状态检查和稳定性检验。外部质量控制措施参加生态环境部辐射环境监测技术中心组织的不定期环境监测项目考核，监测项目和 辐射空气吸收剂量率监测项目均考核合格；参加全国辐射环境监测技能竞赛实验室测量，环境累积剂量和 辐射空气吸收剂量率结果均为满意；参加卫生系统和中国核工业集团组织的个人累积剂量系统的比对，比对结果满意。数据分析采用 统计分析软件进行处理与分析，通过单因素方差分析比较不同时间、不同区位对累积剂量率响应的影响。试验结果以“平均值标准差”形式表示。结果与讨论 核电厂外围辐射剂量率水平此次对辐射累积剂量率（以下简称累积剂量率）和辐射瞬时剂量率（以下简称瞬时剂量率）监测结果的分析不考虑监测仪器（元件）对宇宙射线响应值的影响。年，防城港核电厂外围累积剂量率监测结果见图（）。年在防城港核电厂外围累积剂量率测量的 个监测点中，点位 的 累 积 剂 量 率 最 高，为 （年第二季度、第四季度）；点位 的累积剂量率最低，为 （年第一季度）。不同监测点位之间的累积剂量率明显不同，这是由于累积剂量率测量受周围环境的影响较大，这与前人监测结果一致。图（犪）年防城港市核电厂外围环境累积剂量率监测结果犉 犻 犵 （犪）犕 狅 狀 犻 狋 狅 狉 犻 狀 犵狉 犲 狊 狌 犾 狋 狊狅 犳 犮 狌 犿 狌 犾 犪 狋 犻 狏 犲犱 狅 狊 犲 狉 犪 狋 犲 狊犪 狉 狅 狌 狀 犱犉 犪 狀 犵 犮 犺 犲 狀 犵 犵 犪 狀 犵狀 狌 犮 犾 犲 犪 狉狆 狅 狑 犲 狉狆 犾 犪 狀 狋，第期贾力博，等：年防城港核电厂外围辐射水平分析图（犫）年防城港市核电厂外围环境累积剂量率监测结果犉 犻 犵 （犫）犕 狅 狀 犻 狋 狅 狉 犻 狀 犵狉 犲 狊 狌 犾 狋 狊狅 犳 犮 狌 犿 狌 犾 犪 狋 犻 狏 犲犱 狅 狊 犲 狉 犪 狋 犲 狊犪 狉 狅 狌 狀 犱犉 犪 狀 犵 犮 犺 犲 狀 犵 犵 犪 狀 犵狀 狌 犮 犾 犲 犪 狉狆 狅 狑 犲 狉狆 犾 犪 狀 狋，图（犮）年防城港市核电厂外围环境累积剂量率监测结果犉 犻 犵 （犮）犕 狅 狀 犻 狋 狅 狉 犻 狀 犵狉 犲 狊 狌 犾 狋 狊狅 犳 犮 狌 犿 狌 犾 犪 狋 犻 狏 犲犱 狅 狊 犲 狉 犪 狋 犲 狊犪 狉 狅 狌 狀 犱犉 犪 狀 犵 犮 犺 犲 狀 犵 犵 犪 狀 犵狀 狌 犮 犾 犲 犪 狉狆 狅 狑 犲 狉狆 犾 犪 狀 狋，铀矿冶第 卷图（犱）年防城港市核电厂外围环境累积剂量率监测结果犉 犻 犵 （犱）犕 狅 狀 犻 狋 狅 狉 犻 狀 犵狉 犲 狊 狌 犾 狋 狊狅 犳 犮 狌 犿 狌 犾 犪 狋 犻 狏 犲犱 狅 狊 犲 狉 犪 狋 犲 狊犪 狉 狅 狌 狀 犱犉 犪 狀 犵 犮 犺 犲 狀 犵 犵 犪 狀 犵狀 狌 犮 犾 犲 犪 狉狆 狅 狑 犲 狉狆 犾 犪 狀 狋，防城港核电厂外围环境累积剂量率监测值为 ，平均值为 ；标准偏差为 ，监 测 结 果 与 年广西防城港电厂外围环境辐射剂量率连续监测结果（监测值为 ，平均 值 为 ，标 准 偏 差 为 ）无显著性差异。与 年全国环境天然放射性水平本底调查时广西钦州地区的监测值相比，无显著性差异。对比号机组运行前后防城港核电厂外围 个监测点的累积剂量率平均值（图），认为号机组的商运对核电外围陆地辐射环境状况没有显著性影响。图防城港核电号机组运行前后累积剂量率犉 犻 犵 犆 狌 犿 狌 犾 犪 狋 犻 狏 犲犱 狅 狊 犲 狉 犪 狋 犲 狊犫 犲 犳 狅 狉 犲犪 狀 犱犪 犳 狋 犲 狉 狋 犺 犲狅 狆 犲 狉 犪 狋 犻 狅 狀狅 犳狌 狀 犻 狋 犪 狋犉 犪 狀 犵 犮 犺 犲 狀 犵 犵 犪 狀 犵狀 狌 犮 犾 犲 犪 狉狆 狅 狑 犲 狉狆 犾 犪 狀 狋 防城港核电厂外围累积剂量率变化分析对 年防城港核电厂外围陆地环境辐射水平的年变化情况进行分析，在狀、狆 条件下，在同列数据间采用单因素方差分析，结果见图，图中不同字母表示显著差异性。年，个监测点位的年平均累积剂量率监测结果分别为 、，年平均瞬时剂量率监测结果分别为 、。防城港核电厂外围瞬时剂量率与累积剂量率的监测结果均处在合理变化范围内，个监测点位的累积剂量率年均值相对偏差为 ，其中 年的年均累积剂量率比 年的年均累积剂量率升高了；个监测点位的瞬时剂量率年均值相对偏差为 ，其中 年瞬时剂量率比 年的瞬时剂量率降低了。在同一点位，地表辐射随土壤中的钾、铀系及钍系的放射性核素在一定范围内变化，在“干”年比“湿”年高 。辐射空气吸收剂量率和太阳黑子数存在反相位关系，即太阳黑子数减少，太阳磁场减弱，对来自太阳系外部宇宙射线的屏蔽能力减弱，辐射空气吸收剂量率升高 ，。根据广西防城港市人民政府公布的气象数据显示，年防城港降雨量较常年减少了成，并且太阳黑子数在 年也处于明第期贾力博，等：年防城港核电厂外围辐射水平分析显低位 ，这两方面可能是导致 年的累积剂量率比 年的累积剂量率显著增加的主要原因。瞬时剂量率反映测量时刻的辐射水平，其受到测量环境影响较大，本研究中瞬时剂量率的测量可能与当时测定环境相关。测值反映长期的累积剂量率，更接近实际情况，在开展辐射监督性监测时，建议综合采用这种监测方式。图 年防城港核电厂外围年平均剂量率分析结果犉 犻 犵 犃 狀 犪 犾 狔 狊 犻 狊狅 犳犪 狀 狀 狌 犪 犾 犪 狏 犲 狉 犪 犵 犲犱 狅 狊 犲狉 犪 狋 犲 狊犪 狉 狅 狌 狀 犱犉 犪 狀 犵 犮 犺 犲 狀 犵 犵 犪 狀 犵狀 狌 犮 犾 犲 犪 狉狆 狅 狑 犲 狉狆 犾 犪 狀 狋，由图可知，核电外围 个监测点位的累积剂量率普遍比瞬时剂量率略高，这可能是由瞬时剂量率受环境影响较大和宇宙射线响应值未扣除导致的。累积空气吸收剂量率变化分析累积剂量率与瞬时剂量率监测结果受环境影响较大，但测定结果无显著性差异，其变化趋势保持基本一致 。采用 累积剂量测量与 剂量率仪瞬时测量种方法，可确保监测的可靠性。年防城港核电外围各监测点位的空气吸收剂量率见图。其瞬时剂量率为 ，均值为 ；与累积剂量率结果无较大差异，说明本监测结果可靠。图 年犜 犔 犇累积测量与瞬时测量剂量率对比犉 犻 犵 犆 狅 犿 狆 犪 狉 犻 狊 狅 狀狅 犳犜 犔 犇犮 狌 犿 狌 犾 犪 狋 犻 狏 犲犪 狀 犱 犻 狀 狊 狋 犪 狀 狋 犪 狀 犲 狅 狌 狊犱 狅 狊 犲狉 犪 狋 犲犿 犲 犪 狊 狌 狉 犲 犿 犲 狀 狋 狊，铀矿冶第 卷空气吸收剂量率受季节、降雨等自然条件变化的影响，防城港核电厂外围辐射剂量率呈现冬季偏高、夏季偏低的现象；降雨可改变土壤含水量，屏蔽部分地表辐射，是造成累积剂量率与该点瞬时剂量率测值差异的主要原因。个监测点位累积剂量率随季节变化的情况见图，在狀、狆 条件下，在同列数据间采用单因素方差分析，图中不同字母表示显著差异性。可以看出，年、年第二季度累积剂量率与其第一季度相比，分别减少了 和；第三、第四季度与第二季度相比，呈现上升趋势，其中 年第四季度的累积剂量率比第二季度升高了，年第三季度的累积剂量率比第二季度升高了。这是由于辐射剂量率会受到风向风速、土壤含水量、氡子体浓度等多种因素影响，防城港核电所在区域全年受海洋季风性影响，导致观测结果呈现明显的季节性变化。图 年各季度测量结果对比犉 犻 犵 犆 狅 犿 狆 犪 狉 犻 狊 狅 狀狅 犳狇 狌 犪 狉 狋 犲 狉 犾 狔犿 犲 犪 狊 狌 狉 犲 犿 犲 狀 狋 狉 犲 狊 狌 犾 狋 狊，距离对核电厂外围辐射环境的影响 年区位 累积测量率与瞬时剂量率比较见图，在狀、狆 条件下，在同列数据间采用单因素方差分析，图中不同字母表示显著差异性。可以看出，在选取的 个点位中，在 内的监测点位的瞬时剂量率均值和累积剂量率均值均最高，略大于 以内的测值，但均明显高于 以外的测值，初步认为这可能是由地形地貌的影响造成的。在 的监测点位中，、位于辐射环境监督性监测系统子站内的防护栏上，子站的布放数量占总布放数的。在 以内的监测点位中，、挂在子站内，子站的布放数量占总布放数的。在 的监测点位中，、挂在子站内，子站的布放数量占总布放数的。在 的监测点位中，、挂在子站内的防护栏上，子站的布放数量占总布放数的。子站 剂量计一般布防在护栏上，与挂在户外树枝上相比，离地面更近，更易接收到地面析出的氡，氡析出率和辐射空气吸收剂量率与高度呈正相关性；因此在 监测点位的累积剂量率和瞬时剂量率显著升高。此外，人类社会生产实践活动也会影响地表辐射剂量率，有研究表明建筑物的空气辐射吸 收 剂 量 率水 平 均 值高 于原 野的 辐 射 水平 均值。本研究中，各距离范围的累积剂量率监测结果均值均略高于瞬时剂量率监测结果均值，与单独年份瞬时剂量率均值高于累积剂量率均值的结果一致。其原因可能是累积法和瞬时法对宇宙射线的响应因子不同，同一类型、不同型号的监测设备只能在扣除宇宙射线响应后，其检测结果才有可比性。此次未对宇宙射线响应值进行扣除，室外环境的辐射场波动太大、干扰因素多，瞬时剂量率不能代表长期的辐射剂量水平。第期贾力博，等：年防城港核电厂外围辐射水平分析图 年区位犜 犔 犇累积测量与瞬时测量剂量率对比犉 犻 犵 犆 狅 犿 狆 犪 狉 犻 狊 狅 狀狅 犳 狊 犻 狋 犲 狊 狆 犲 犮 犻 犳 犻 犮犜 犔 犇犮 狌 犿 狌 犾 犪 狋 犻 狏 犲犪 狀 犱 犻 狀 狊 狋 犪 狀 狋 犪 狀 犲 狅 狌 狊犱 狅 狊 犲 狉 犪 狋 犲犿 犲 犪 狊 狌 狉 犲 犿 犲 狀 狋 狊，结论通过辐射累积剂量率监测和辐射空气吸收剂量率瞬时监测，研究了 年核电厂气态流出物的释放对防城港核电厂外围陆地环境辐射水平的影响，主要结论如下：）防城港核电厂外围 个监测点位的累积剂量率存在差异，监测值为 ，平均值为 ，整体上保持稳定；与历史数据对比，核电厂的商运对外围陆地辐射环境状况没有产生明显影响。）防城港核电外围 个监测点位的年平均累积剂量率测值为 ，相对偏差为 ，降雨量和太阳黑子的变化导致 年平均累积剂量率显著升高。）本研究采用累积剂量测量和剂量率瞬时测量两种方法，方法稳定可靠。个监测点位的监测结果呈现一致性，累积剂量率测值普遍高于瞬时剂量率测值，可能是瞬时剂量率受环境影响较大和宇宙射线响应值未扣除导致的。此外，季节变化导致累积剂量率呈现冬季偏高、夏季偏低的现象。）距离对陆地剂量率没有显著影响，本研究中 范围内的监测点位的瞬时剂量率和累积剂量率最高，可能是由于 范围内的监测点位多布放于辐射环境监督性监测系统子站内，周边环境的变化导致其累积剂量率较其他点位显著升高。参考文献：陈宝才，彭崇，周花珑，等防城港核电厂运行初期周围环境中 放射性水平调查中国辐射卫生，（）：邓飞，林清，王家癑，等大亚湾核电基地氚的排放及其环境影响环境化学，（）：王艳飞福清核电运行后的环境辐射水平调查海峡科学，（）：张合金宁德核电厂外围环境辐射水平监测研究海峡科学，（）：曾广建，叶际达，马永福，等秦山核电基地外围环境辐射水平辐射防护通讯，（）：刘世和最合理的观测次数和奇异值的拉依达舍弃准则研究湘潭大学自然科学学报，（）：张彩虹福建省 年环境累积剂量调查分析化学工程与装备，（）：陈宝才，黄伊林，彭崇，等广西防城港核电厂外围环境辐射剂量率连续监测研究广东化工，（）：何振芸，罗国桢，黄家矩全国环境天然放射性水平调查 研 究（年）概 况 辐 射 防 护，（）：潘自强，罗国 桢环 境 本 底 辐 射测 量 和 剂 量 评 价北京：国家环境保护局，（）：铀矿冶第 卷 林武辉，王诗癑，黄亚萍，等大气中辐射空气吸收剂量率的波动机制中国环境科学，（）：赵广翠，王毅北京市环境中累积剂量测量与瞬时剂量率测量比对分析核电子学与探测技术，（）：张伟珠，林淑倩，孔杜娟，等热释光剂量计在核电厂环境监测中的应用中国辐射卫生，（）：胡晨剑，黄国夫，刘弓冶，等 年浙江省环境热释光剂量计累积剂量监测辐射防护通讯，（）：张博，高柏，马文洁，等某铀矿及周边地区土壤放射性水平调查与评价生态毒理学报，（）：常青，许明发，向辉云，等防城港市环境地表辐射剂量率 调 查研 究中国 辐 射卫 生，（）：成树林关于热释光探测器对宇宙射线响应的研究衡阳：南华大学，范磊，周杨，王东霞，等宇宙射线响应对环境辐射空气吸收剂量率影响核电子学与探测技术，（）：犃 狀 犪 犾 狔 狊 犻 狊 狅 狀犚 犪 犱 犻 犪 狋 犻 狅 狀犔 犲 狏 犲 犾 狊犃 狉 狅 狌 狀 犱犉 犪 狀 犵 犮 犺 犲 狀 犵 犵 犪 狀 犵犖 狌 犮 犾 犲 犪 狉犘 狅 狑 犲 狉犘 犾 犪 狀 狋 犉 狉 狅 犿 狋 狅 ，（，）犃 犫 狊 狋 狉 犪 犮 狋：，；，犓 犲 狔狑 狅 狉 犱 狊：；第期贾力博，等：年防城港核电厂外围辐射水平分析