核電廠輻射防護業(yè)務分析與信息化管理思路

唐 洋

（中核核信信息技術（北京）有限公司，北京 100091）

0 引 言

隨著我國核工業(yè)的發(fā)展，核能與核技術已越來越廣泛地應用于國民經(jīng)濟和社會生產(chǎn)、生活的各個領域，在提高生產(chǎn)效率、推動經(jīng)濟發(fā)展、促進社會進步、鞏固國家安全等方面發(fā)揮了重要作用。然而，在核能與核技術的應用過程中，始終伴隨著核輻射的危害，核輻射不僅威脅著工作人員和公眾的健康，同時也威脅著生態(tài)環(huán)境的安全。為了最大限度減少不必要的照射，防止輻射事故的發(fā)生，保證工作人員以及公眾的健康與安全，確保核能與核技術應用取得最佳效益，在利用核能與核技術造福人類的同時，我們有必要采取有效的防護措施，盡可能降低核輻射對公眾和環(huán)境的影響。

核電站作為和平利用核能的機構，在核電運行期間，堆本體、冷卻劑系統(tǒng)、乏燃料、核廢料等都存在較高的放射性，若不加以防范，會對周邊的生態(tài)環(huán)境和公眾健康造成重大輻射影響。因此，在核電運行期間，我們有必要建立并保持對放射性危害的有效防御，以保護人員、設備和環(huán)境免受輻射危害。

目前，國內(nèi)大部分核電廠都實施了用于管理輻射防護相關工作的信息系統(tǒng)，部分核電廠建設了專門的信息系統(tǒng)來管理核電廠的輻射防護工作，如秦山核電的RPDMS和PDMIS系統(tǒng)、三門核電的輻射防護管理軟件系統(tǒng)等。但整體而言，國內(nèi)核電廠的輻射防護業(yè)務大多分散在多個應用系統(tǒng)，缺乏統(tǒng)一、標準的輻射防護信息系統(tǒng)對核電廠輻射防護業(yè)務進行集中管理。

1 核電廠輻射防護業(yè)務介紹

核電站輻射防護工作的主體內(nèi)容包括輻射劑量控制、放射性污染控制與放射性材料控制。這三個方面的工作統(tǒng)稱為核電站輻射防護的三大控制，構成了核電站輻射防護工作的主體內(nèi)容。在核電站的輻射防護工作中，我們應始終遵從輻射防護最優(yōu)化原則，控制核電站內(nèi)部以及周邊環(huán)境的輻射強度，降低對人員以及設備的放射性污染，減少放射性物質(zhì)對人員、公眾和環(huán)境的潛在危害。

1.1 輻射劑量控制

輻射劑量控制是核電廠輻射防護的首要任務。要進行輻射劑量控制，一方面，我們需要采取降低劑量的管理和技術措施，控制集體劑量；另一方面，我們還需要限制最大個人劑量。集體劑量是衡量核電廠輻射防護工作優(yōu)劣的基本指標，限制最大個人劑量的目的是在保持集體劑量較低水平的情況下，防止個別人員受到較高的甚至超劑量的照射。

1.2 放射性污染控制

放射性污染控制是核電廠輻射防護的重要內(nèi)容。放射性污染控制包括表面污染控制和空氣污染控制。表面污染是指物品或人體表面沾有放射性微塵、粉塵或放射性液體，在實際工作中，我們可以選用易于去污的材料、防止設備和器具污染、建立污染控制區(qū)、采取去污措施等方式來控制表面污染；工作場所的空氣污染控制是預防內(nèi)照射事件最為基本的措施，控制空氣污染可以大大減輕工作人員對防護用品的依賴，在實際工作中，加強通風是最為根本、最為經(jīng)濟、最為有效的空氣污染控制措施。

1.3 放射性材料控制

放射性材料控制主要包括放射源管理和放射性廢料處理。放射源管理是核電廠輻射防護工作的重要組成部分，在核電廠的生產(chǎn)活動中，我們需要建立健全放射源管理的各項規(guī)章制度，嚴格控制放射源管理的各個環(huán)節(jié)，確保放射源在采購、運輸、存放、安裝檢修、廢棄的任何環(huán)節(jié)都處于嚴格的監(jiān)管之下，防止因放射源引起的輻射事故的發(fā)生。放射性廢物是指含有放射性核素或被放射性核素污染，其濃度或比活度大于國家管理部門規(guī)定的清潔解控水平，并且預計不再利用的物質(zhì)。在核電站運行和維修期間，會產(chǎn)生各種各樣的放射性廢料，放射性廢料產(chǎn)生后，需要經(jīng)過收集、分類、整備、封裝、運輸、處置等過程，并在保證可靠性和安全性的前提下，盡可能降低放射性廢物的影響，從而達到保護環(huán)境、保護工作人員和公眾健康的目的。

1.4 核電廠輻射防護典型業(yè)務

輻射防護工作始終伴隨核電運行與維修的各個業(yè)務流程，在核電廠日常與大修期間，比較典型的輻射防護業(yè)務包括輻射類文檔管理、輻射測量數(shù)據(jù)管理、放射源管理、RWP管理、射線探傷管理、輻射劑量管理、紅橙區(qū)進出管理和輻射防護物品借還管理等。

1.4.1 輻射類文檔管理

核電文件是核電建設、運營、維修和管理活動過程中形成、收集并保管的作為證據(jù)和信息的記錄，“來源于文檔，忠實于文檔”是核電工作的重要特征，核電文件從編寫、審核、批準，到文件的變更、升版、分發(fā)、回收，都需要處于可控狀態(tài)。因此，文檔管理是核電運行與維修過程中的重要工作內(nèi)容，同時也是核電廠輻射防護工作的重要內(nèi)容。

1.4.2 輻射測量數(shù)據(jù)管理

在核電廠開展輻射防護的工作過程中，輻射測量數(shù)據(jù)包括輻射測點數(shù)據(jù)、測點測量數(shù)據(jù)、日常巡檢數(shù)據(jù)和個人劑量測量數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)是評估輻射風險、制定輻射防護措施、進行放射性污染控制等輻射防護工作的基礎和依據(jù)。

1.4.3 放射源管理

在核電運行和維修過程中，核電廠需要購買和應用一定數(shù)量的放射性同位素源，如射線探傷用的γ放射源和檢定輻射監(jiān)測儀器的標準源等，這些源如果使用不當或管理不善，會造成人員的超劑量照射事故或放射源丟失事故。對核電廠而言，放射源的安全管理對保障公眾輻射安全、保護環(huán)境至關重要，是核電廠維持良好安全記錄和維護社會形象的一項重要工作。

1.4.4 RWP管理

輻射工作許可（Radiation Work Permit, RWP）是核電廠為審核和批準任何需要特殊輻射防護措施的運行、維修、檢查、試驗等活動的書面文件，它是輻射工作管理的核心，是加強輻射防護管理標準及其規(guī)范性的重要措施。RWP制度要求：凡是與放射性相關的工作，均需辦理RWP證，工作人員在進入控制區(qū)前必須提供通過審批的RWP，并經(jīng)驗證有效后方能進入控制區(qū)作業(yè)。RWP制度對于改進放射性工作的風險分析、提高放射性工作過程中輻射防護工作的精細化控制水平、推動輻射防護工作的數(shù)據(jù)收集和經(jīng)驗反饋等方面具有重要意義。

1.4.5 射線探傷管理

射線探傷是指利用某種射線來檢查焊縫內(nèi)部缺陷的方法，當放射性射線照射物體時，物體中有缺陷的部位和無缺陷部位對射線的吸收程度不同，通過檢測透過被檢物體后的射線強度差異，就可以檢測出物體內(nèi)部的缺陷分布情況。射線探傷在機械制造、石油、化工、冶金和造船等領域的應用非常廣泛，是檢查金屬或非金屬物體內(nèi)部缺陷的主要方法之一。在核電站運行壽期內(nèi)，設備部件可能受到諸如壓力、溫度、輻射、氫吸附、腐蝕、振動和磨損等因素影響，引起老化、脆化、疲勞以及缺陷的形成和擴展等材料性能的變化。因此，在核電運行與維修期間，必須對核電廠內(nèi)的相關設備部件進行射線探傷檢測，以便及時維修或更換相關設備。而射線探傷所用放射源的活度大，作業(yè)過程中具有較高的輻射風險，發(fā)生事故后的影響范圍廣，因此射線探傷管理也是核電廠輻射防護工作的重要內(nèi)容。

1.4.6 輻射劑量管理

根據(jù)《放射工作人員健康管理辦法》，放射工作單位應當安排本單位的放射工作人員接受個人劑量監(jiān)測。核電站作為放射工作單位，輻射劑量控制是核電廠輻射防護工作“三大控制”的重要組成部分，是安排放射性工作、優(yōu)化輻射防護措施、提升輻射防護管理水平的基礎和依據(jù)，同時也是貫徹輻射防護ALARA原則和個人劑量限制原則的有效手段。

1.4.7 紅橙區(qū)進出管理

在核電廠內(nèi)，橙區(qū)是指輻射有效劑量率＞1 mSv/h且≤10 mSv/h，橙區(qū)要求輻射防護負責人簽發(fā)輻射工作許可證才允許進入；紅區(qū)是指輻射有效劑量率＞10 mSv/h的區(qū)域，核電運行過程中，通常禁止進入紅區(qū)，特殊情況下需要由機組營運負責人臨時批準才允許進入。紅橙區(qū)管理主要用于對放射性工作人員進出紅橙區(qū)進行管理，在進入紅橙區(qū)之前，工作人員需要經(jīng)過相關負責人的批準。

1.4.8 輻射防護物品借還管理

輻射防護物品借還業(yè)務在核電運行和大修期間頻繁發(fā)生。為加強核電廠內(nèi)輻射防護相關物品的管理，提高物品使用效果，使各種物資得以妥善保管，需要對核電廠內(nèi)輻射防護相關物品的借用和歸還進行規(guī)范化登記管理，以便有效減少相關物品的丟失和浪費。核電廠內(nèi)輻射防護相關物品的借還管理包括鑰匙借還管理、便攜式儀表借還管理、標牌借還管理、呼吸保護器借還管理等業(yè)務。

2 核電廠輻射防護信息化設計

2.1 核電廠輻射防護業(yè)務架構設計

根據(jù)核電廠輻射防護的工作內(nèi)容，核電廠輻射防護業(yè)務可以劃分為輻射測量管理、放射性材料管理、輻射物資管理、輻射劑量管理、輻射工作管理、大修輻射管理、輻射檢查管理、輻射風險管理等八方面的內(nèi)容。結合核電廠輻射防護業(yè)務的特點和工作需求，核電廠輻射防護工作還需要加上輻射類文檔管理和統(tǒng)計分析兩個模塊，各個業(yè)務模塊細分的業(yè)務功能見表1所列。在這10個業(yè)務模塊中，輻射測量管理、放射性材料管理、輻射物資管理和文檔管理是核電廠輻射防護工作的基礎，輻射劑量管理是核電廠輻射防護的重點，而輻射工作管理是核電廠輻射防護工作的核心。

根據(jù)表1中核電廠輻射防護業(yè)務模塊及其功能點，我們可以梳理出核電廠輻射防護工作的業(yè)務架構，如圖1所示。

表1 核電廠輻射防護業(yè)務模塊及其功能點

圖1 核電廠輻射防護業(yè)務架構

由圖1可知，基于輻射防護法律法規(guī)與標準規(guī)范，核電廠輻射防護業(yè)務可以分為基礎業(yè)務層、業(yè)務應用層、綜合管理層和分析展示層。其中，基礎業(yè)務層包括文檔管理、輻射測量管理、放射性材料管理、輻射防護物資管理等業(yè)務模塊；業(yè)務應用層包括輻射檢查管理、輻射防護工作管理和輻射風險管理等方面的內(nèi)容；綜合管理層所包含的業(yè)務模塊為大修輻射防護管理和輻射劑量管理；分析展示層主要包括輻射防護相關業(yè)務數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析功能。

2.2 核電廠輻射防護重點業(yè)務設計方案

2.2.1 輻射防護數(shù)據(jù)管理業(yè)務設計方案

輻射防護業(yè)務數(shù)據(jù)是核電廠輻射防護工作的基礎，根據(jù)核電廠建筑物的結構特點，結合輻射防護工作的業(yè)務需求，可以將核電廠輻射防護的相關業(yè)務數(shù)據(jù)與核電機組平面圖結合，形成核電機組輻射數(shù)據(jù)平面圖，使得用戶能夠直觀查看在核電廠內(nèi)發(fā)生的各類業(yè)務數(shù)據(jù)（如測點數(shù)據(jù)、測量數(shù)據(jù)、輻射污染數(shù)據(jù)、紅橙區(qū)數(shù)據(jù)、控制區(qū)數(shù)據(jù)、輻射事項數(shù)據(jù)等）。在開展放射性工作之前，用戶可以快速找到并查看工作區(qū)內(nèi)的輻射水平，然后根據(jù)輻射水平數(shù)據(jù)評估輻射風險并制定合理的輻射防護措施，從而大大提高輻射防護工作的可靠性和安全性。

2.2.2 輻射劑量管控業(yè)務設計方案

輻射劑量控制是核電廠輻射防護工作的重點和目標。根據(jù)核電廠輻射防護工作中劑量控制的業(yè)務需求，可以在信息系統(tǒng)中設計個人輻射劑量統(tǒng)計表，并通過集成接口，從核電廠出入口管理設備中獲取個人劑量信息。通過個人輻射劑量統(tǒng)計表，用戶可以方便地查詢在某段時間內(nèi)，某個單位/某個部門/某個員工受到的輻射劑量，從而為核電廠“控制集體劑量”和“限制最大個人劑量”提供數(shù)據(jù)支撐。

2.2.3 輻射防護物資借還業(yè)務設計方案

輻射防護物資借還業(yè)務（如輻射控制區(qū)鑰匙借還、便攜式輻射測量儀表借還、輻射標牌借還、呼吸保護器借還等）是核電運行和大修期間頻繁發(fā)生的業(yè)務，針對這一業(yè)務需求，可以通過掃碼借還的方式，便捷、有序地管理核電廠內(nèi)物品借還相關業(yè)務。用戶通過線下掃碼/線上輸入物品編碼的方式，即可方便地實現(xiàn)對相關物品的借還登記。

3 結 語

核電廠輻射防護信息化建設是堅持核工業(yè)安全發(fā)展、創(chuàng)新發(fā)展，提升核工業(yè)核心競爭力的重要手段，同時也是未來核能與核技術發(fā)展的必然趨勢，對于加強核電廠輻射風險管控、提高輻射防護各項工作的效率、提升輻射防護管理水平具有重要意義。本文介紹了核電廠輻射防護的工作內(nèi)容，梳理了核電廠輻射防護工作的業(yè)務架構，并針對核電廠輻射防護工作中的重點業(yè)務，提出了初步的信息化設計方案，對核電站構建統(tǒng)一、標準的輻射防護管理信息系統(tǒng)具有一定的借鑒意義。