海南核電物理分析實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量保證措施

趙永生 于安雁 丁 泮（海南核電有限公司保健物理處，海南 昌江 572733）

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海南核電物理分析實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量保證措施

趙永生 于安雁 丁 泮
（海南核電有限公司保健物理處，海南 昌江 572733）

摘 要：為保證海南核電放射性流出物物理分析實(shí)驗(yàn)室測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，海南核電從建設(shè)初期即對該工作進(jìn)行了統(tǒng)籌安排，通過人員、文件、物資等方面的充分準(zhǔn)備，采取多項(xiàng)質(zhì)量保證措施，克服實(shí)驗(yàn)室建立過程中的各項(xiàng)困難，使實(shí)驗(yàn)室能夠按時(shí)投運(yùn)，各項(xiàng)測量結(jié)果滿足法規(guī)要求。同時(shí)，通過與其他電廠的數(shù)據(jù)比對，比對結(jié)果達(dá)到平均水平，滿足國家審管部門對放射性流出物分析工作的要求。

關(guān)鍵詞：放射性；流出物；物理分析；質(zhì)量保證

0 引言

海南核電物理分析實(shí)驗(yàn)室作為電廠放射性流出物取樣、測量和統(tǒng)計(jì)分析的部門，其取樣樣品的代表性、測量過程的規(guī)范性、測量儀器的可靠性、分析方法的有效性直接關(guān)系到流出物放射性活度數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，其質(zhì)量保證措施是確保測量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的關(guān)鍵，也是環(huán)境保護(hù)的要求。

電廠流出物物理分析工作作為一項(xiàng)相對獨(dú)立的工作，與化學(xué)分析和環(huán)境分析相比，它所分析的樣品活度介于化學(xué)分析和環(huán)境分析之間，在測量結(jié)果精度上要嚴(yán)于化學(xué)分析，但在樣品前處理的要求上，又要比環(huán)境分析要求寬松一些。

海南核電從成立至今，一直很重視該項(xiàng)工作，并安排專人跟蹤負(fù)責(zé)。對于新建核電廠，工作負(fù)責(zé)人往往經(jīng)驗(yàn)不足，雖然建設(shè)過程中可充分借鑒參考電廠的經(jīng)驗(yàn)，并派相關(guān)人員到參考電廠進(jìn)行相關(guān)的培訓(xùn)，但仍會缺乏相關(guān)知識，對于實(shí)驗(yàn)室建立過程中的細(xì)節(jié)問題往往缺乏考慮，致使在面臨實(shí)際問題時(shí)往往顯得手忙腳亂，本文旨在通過對海南核電物理分析實(shí)驗(yàn)室建立過程中所采取的質(zhì)量保證措施和遇到的各種問題的介紹，為新建電廠物理分析實(shí)驗(yàn)室的建立提供參考。

圖1放射性廢物來源、分類及處置

1 實(shí)驗(yàn)室職責(zé)

壓水堆核電站在運(yùn)行期間，不可避免地產(chǎn)生放射性氣體、液體、固態(tài)物質(zhì)，如圖1所示，放射性氣態(tài)流出物通過煙囪排入大氣，濱海廠址電廠放射性液態(tài)流出物通過核島廢液排放系統(tǒng)和常規(guī)島廢液排放系統(tǒng)排入附近海域。海南核電物理分析實(shí)驗(yàn)室主要職責(zé)即是對放射性液態(tài)和氣態(tài)流出物進(jìn)行取樣、測量和分析，根據(jù)測量結(jié)果判斷是否滿足排放要求。

2 分析項(xiàng)目

根據(jù)審管部門要求和最終安全分析報(bào)告要求，首先確定流出物實(shí)驗(yàn)室需上報(bào)的分析項(xiàng)目，作為分析儀器選型的基本依據(jù)，分析項(xiàng)目具體見表1、表2和表3。

表1放射性氣態(tài)流出物分析項(xiàng)目（1）

表2放射性氣態(tài)流出物分析項(xiàng)目（2）

3 實(shí)驗(yàn)室建立準(zhǔn)備

3.1 人員準(zhǔn)備

為確保物理分析實(shí)驗(yàn)室各項(xiàng)工作有專人負(fù)責(zé)，實(shí)驗(yàn)室標(biāo)配工作人員為4人，包括1名實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人，1名物理分析工程師以及2名外聘普通員工。

實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人的職責(zé)除了負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的日常管理工作，組織協(xié)調(diào)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的人力和物力資源，帶領(lǐng)全體人員履行本班組的職能外，還需同物理分析工程師負(fù)責(zé)：

（1）負(fù)責(zé)根據(jù)國家放射性流出物相關(guān)法規(guī)和公司程序監(jiān)督和控制電廠的氣、液態(tài)流出物排放，避免超標(biāo)排放事件的發(fā)生。

（2）負(fù)責(zé)物理分析實(shí)驗(yàn)室的管理，保證測量儀器的可靠性和測量數(shù)據(jù)、流程報(bào)表的準(zhǔn)確性。

（3）負(fù)責(zé)煙囪取樣系統(tǒng)、安全殼大氣監(jiān)測取樣系統(tǒng)等的運(yùn)行和維護(hù)。

（4）負(fù)責(zé)流出物監(jiān)測數(shù)據(jù)的收集、匯總，定期進(jìn)行流出物排放狀況分析，編寫流出物監(jiān)測月報(bào)和年度流出物監(jiān)測評價(jià)報(bào)告。

（5）組織對流出物分析異常數(shù)據(jù)、流出物異常排放事件的調(diào)查分析。

（6）負(fù)責(zé)流出物監(jiān)測相關(guān)管理和技術(shù)規(guī)程以及文件的編寫審核。

表3放射性液態(tài)流出物分析項(xiàng)目

（7）負(fù)責(zé)物理分析實(shí)驗(yàn)室放射源庫及放射源的管理。

（8）負(fù)責(zé)三廢信息管理系統(tǒng)的運(yùn)行管理和維護(hù)。

（9）負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)人員的在崗培訓(xùn)。

實(shí)驗(yàn)室各工作人員均接受了理論培訓(xùn)和設(shè)備操作培訓(xùn)，實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人和物理分析工程師均到參考電廠進(jìn)行了為期半年的影子培訓(xùn)學(xué)習(xí)，具備基本的物理分析工作技能。相關(guān)人員均通過考試，取得物理分析崗位授權(quán)。

3.2 文件準(zhǔn)備

文件準(zhǔn)備主要包括實(shí)驗(yàn)室必須的程序文件的編寫，其中程序包括管理程序和技術(shù)程序。此外還包括實(shí)驗(yàn)室規(guī)章制度、儀器操作說明，操作卡，設(shè)備臺賬、設(shè)備使用記錄、放射源庫管理、放射源臺賬等。相對于參考電廠，物理分析實(shí)驗(yàn)室的主要設(shè)備大部分沒有變化，所以規(guī)程編寫可以借鑒參考電廠，但不能一味的參考，在吸收參考電廠運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，繼承參考電廠優(yōu)良做法，吸取教訓(xùn)，采取合理的改進(jìn)措施，并根據(jù)本廠設(shè)備或設(shè)計(jì)的改進(jìn)編寫各類規(guī)程。

文件準(zhǔn)備工作一般可在實(shí)驗(yàn)室正式投用前完成初稿，但由于缺乏使用操作經(jīng)驗(yàn)，特別是儀器操作規(guī)程和取樣規(guī)程，為保證操作規(guī)程的準(zhǔn)確性，當(dāng)儀器到廠安裝調(diào)試后，必須根據(jù)儀器的使用說明書和廠家的設(shè)備培訓(xùn)，并結(jié)合上手操作，對操作規(guī)程進(jìn)行適應(yīng)性修改。對取樣規(guī)程，當(dāng)取樣設(shè)備滿足取樣條件后，需按照取樣規(guī)程逐步操作，以驗(yàn)證取樣規(guī)程的準(zhǔn)確性。

3.3 物資準(zhǔn)備

物資準(zhǔn)備主要包括分析儀器和樣品處理儀器，選購的儀器性能必須穩(wěn)定可靠，滿足實(shí)驗(yàn)室分析樣品要求。此外為保證實(shí)驗(yàn)室分析儀器和樣品處理儀器正常工作，實(shí)驗(yàn)室還需配備基本的通風(fēng)設(shè)備、試劑存放場所、物資存放場所、實(shí)驗(yàn)臺架、檢定用放射源、液閃計(jì)數(shù)器淬滅源、實(shí)驗(yàn)室環(huán)境維護(hù)措施、溫濕度計(jì)等，以及合理的實(shí)驗(yàn)室水、電、氣布置。為防止設(shè)備和個(gè)人被放射性物質(zhì)沾污，實(shí)驗(yàn)室還需配備必須的輻射防護(hù)用品，如細(xì)砂手套、塑料手套、防護(hù)服等。

對外界環(huán)境要求較高的分析儀器，如高純鍺γ譜儀，需配備空調(diào)、除濕機(jī)（除濕機(jī)需關(guān)注排水通道）等配套設(shè)備，以滿足溫度和濕度要求。高純鍺γ譜儀需定期維護(hù)，探頭每4年左右需維護(hù)一次，抽一次真空，電制冷設(shè)備每半年需抽一次真空，相關(guān)維護(hù)工作根據(jù)需要可與儀器廠家簽訂長期維護(hù)協(xié)議（可與化學(xué)、環(huán)境分析部門聯(lián)合簽訂維護(hù)協(xié)議）。

對工作氣體有特殊要求的分析儀器，如低本底α、β計(jì)數(shù)器和總碳分析儀，需提前考慮工作氣體供應(yīng)系統(tǒng)，并配備靈敏度滿足穩(wěn)定性要求的減壓閥。低本底α、β計(jì)數(shù)器電離室膜容易因氣壓不穩(wěn)而破損，尤其在前期使用不熟練時(shí)，需提前準(zhǔn)備備件。測量α和測量β使用的托盤是不同的，需區(qū)別采購。

檢定用放射源需提前采購，與儀器安裝調(diào)試時(shí)間相匹配，以便在安裝調(diào)試時(shí)即可使用放射源對儀器進(jìn)行能量刻度和效率刻度。一般刻度用源均為混合源，內(nèi)含核素種類和活度需根據(jù)所測樣品的具體要求而定。一般地，所含核素種類的主要分支比能量需覆蓋從50KeV～2000KeV能量區(qū)間。長半衰期的核素含量可以相對少些，短半衰期的核素含量相對多些。當(dāng)刻度源內(nèi)短半衰期核素隨時(shí)間衰變較多時(shí)，為保證刻度的準(zhǔn)確性，需及時(shí)更換活度滿足統(tǒng)計(jì)誤差要求的刻度源。

3.4 規(guī)范取樣

取樣系統(tǒng)性能好壞是能否取得代表性樣品的關(guān)鍵，只有確保樣品的代表性、有效性和完整性，才能保證監(jiān)測結(jié)果的可靠性。在工程建設(shè)階段即需要提前熟悉取樣系統(tǒng)，根據(jù)設(shè)計(jì)文件了解取樣系統(tǒng)的流程，從設(shè)計(jì)文件層面查看是否有設(shè)計(jì)缺陷，以便能及時(shí)整改。

取樣系統(tǒng)安裝完成后，需及時(shí)試驗(yàn)取樣系統(tǒng)與取樣容器的匹配性，氣體取樣時(shí)取樣泵需配備壓力表，取樣管道需與取樣鋼瓶的連接接頭匹配。取樣鋼瓶尺寸要合適，大小以剛好能放入高純鍺探頭的屏蔽鉛室中為宜。

取樣時(shí)應(yīng)按照規(guī)定的取樣程序?qū)嵤┤?，包括取樣時(shí)間、地點(diǎn)、位置、取樣方法、頻次、環(huán)境條件等，并做好記錄。必須確保在傳輸、接收、貯存、處置、流轉(zhuǎn)和測量等各個(gè)環(huán)節(jié)樣品的完整性和有效性，防止樣品出現(xiàn)不正常失效、損壞、變質(zhì)、污染或丟失。需留存的樣品應(yīng)按規(guī)定的環(huán)境條件妥善保存，作好唯一性標(biāo)識并建立臺賬、登記。

3.5 儀器使用

儀器安裝調(diào)試后，需提前使用并定期維護(hù)，及早在使用中發(fā)現(xiàn)存在的問題，通過儀器長期運(yùn)行和操作，熟練掌握儀器操作方法和基本的故障處理。

3.6 儀器檢定

由于實(shí)驗(yàn)室設(shè)備一般體積較大，運(yùn)行環(huán)境要求嚴(yán)格，檢定工作一般需要計(jì)量機(jī)構(gòu)到現(xiàn)場檢定。為確保儀器檢定工作順利開展，除需提前與計(jì)量機(jī)構(gòu)聯(lián)系檢定外，在檢定前需確保儀器可用、運(yùn)行穩(wěn)定，以便能一次性順利完成檢定，避免檢定時(shí)儀器出現(xiàn)故障。

3.7 最小可探測活度的確定

在放射性流出物分析領(lǐng)域，當(dāng)感興趣核素的放射性水平低于本底的統(tǒng)計(jì)漲落時(shí)，經(jīng)常需要報(bào)告核素的最小可探測活度（MDA）。在核電廠放射性廢液排放和放射性廢氣排放的監(jiān)測分析中，有些流出物如常規(guī)島廢液、煙囪排氣等，由于放射性水平較低，有大量的感興趣核素的放射性水平低于本底的統(tǒng)計(jì)漲落，在計(jì)算和上報(bào)排放總量時(shí)，需要對該核素的最小可探測活度作出說明。

不同核素衰變發(fā)射的射線能量不同，探測器對不同能量的效率也不同，且探測效率與樣品的幾何形狀、樣品與探測器的相對位置、樣品的密度等都有關(guān)系，所以一種核素的最小可探測活度在不同的條件下是不同的。根據(jù)法規(guī)要求，當(dāng)測量結(jié)果低于MDA時(shí)，一般取MDA的一半作為樣品的真實(shí)值。由于放射性氣態(tài)和液態(tài)流出物每年的總排放體積很大，因此，盡量降低MDA，對放射性流出物的年度活度指標(biāo)控制具有重大意義。

最小可探測活度的測定需要在具體工作中，通過不斷提升探測儀器的性能，降低本底，改進(jìn)測量方法等措施，不斷降低儀器的最小可探測活度。

結(jié)語

嚴(yán)格的質(zhì)量控制措施是保證測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性的基礎(chǔ)，在今后的物理分析工作中，需嚴(yán)格執(zhí)行并不斷優(yōu)化質(zhì)量控制措施，通過測量數(shù)據(jù)的評估和分析，為電站的放射性流出物排放控制提供重要參考。

參考文獻(xiàn)

［1］趙郁森.核電廠輻射防護(hù)基礎(chǔ)［M］.北京：原子能出版社，2010：108-109.

中圖分類號：G640

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A