福建省核與輻射應(yīng)急移動監(jiān)測系統(tǒng)的實踐與應(yīng)用

黃亞萍

（福建省輻射環(huán)境監(jiān)督站，福州 350012）

福建省核與輻射應(yīng)急移動監(jiān)測系統(tǒng)的實踐與應(yīng)用

黃亞萍

（福建省輻射環(huán)境監(jiān)督站，福州 350012）

介紹福建省核與輻射應(yīng)急移動監(jiān)測系統(tǒng)的構(gòu)成及功能，通過該系統(tǒng)對固定點及核電廠核應(yīng)急巡測路線的監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，說明系統(tǒng)性能穩(wěn)定、數(shù)據(jù)可靠。通過巡測積累了巡測路線的輻射環(huán)境本底數(shù)據(jù)，為核應(yīng)急提供強(qiáng)有力的支持。

移動監(jiān)測系統(tǒng)；快速響應(yīng)系統(tǒng)；巡測路線；正態(tài)分布

截至2016年，福建共有2座商用核電廠，在役機(jī)組7臺，在建機(jī)組3臺，已成為全國第二的核電大省。隨著核電事業(yè)高速發(fā)展，為保證核電廠環(huán)境安全，福建省亦同步加大力氣發(fā)展輻射環(huán)境監(jiān)測能力，不僅建設(shè)了福清和寧德核電廠的外圍環(huán)境監(jiān)督性監(jiān)測系統(tǒng)，能實時監(jiān)測核電廠正常運行期間周圍的輻射環(huán)境［1］，而且建立了核與輻射應(yīng)急移動監(jiān)測系統(tǒng)，能滿足核或輻射事故應(yīng)急時的輻射監(jiān)測需要。

1　系統(tǒng)的構(gòu)成

福建省核與輻射應(yīng)急移動監(jiān)測系統(tǒng)由省級核與輻射應(yīng)急監(jiān)測調(diào)度平臺和應(yīng)急監(jiān)測快速響應(yīng)系統(tǒng)構(gòu)成。應(yīng)急監(jiān)測調(diào)度平臺對監(jiān)測車統(tǒng)一進(jìn)行調(diào)度指揮并收集各類應(yīng)急監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、分析和輸出，必要時與環(huán)保部互聯(lián)互通實時交換數(shù)據(jù)和信息?？焖夙憫?yīng)系統(tǒng)為快1、快2、快3三類移動監(jiān)測車，主要用于現(xiàn)場輻射環(huán)境監(jiān)測和采樣。系統(tǒng)框圖見圖1。

圖1　福建省核與輻射應(yīng)急移動監(jiān)測系統(tǒng)框圖Fig.1 The system block diagram of the emergent mobile monitoring system of nuclear and radiation in Fujian

2　系統(tǒng)的功能

核事故發(fā)生后需要立即掌握核電廠周圍詳細(xì)的γ輻射劑量率情況，以便進(jìn)行核應(yīng)急決策［2］。雖然福建省已在各核電廠的不同方位建設(shè)了自動監(jiān)測子站，但監(jiān)測車可靈活移動，能監(jiān)測更廣范圍的輻射影響情況，因此移動監(jiān)測系統(tǒng)是發(fā)生大氣釋放事故以后在陸地上進(jìn)行輻射巡測最有效的工具［3，4］。

快1是經(jīng)過改裝集成、專門裝備的專用監(jiān)測車，體積較大，儀器設(shè)備最全。車上裝有車載高壓電離室、NaI連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)、氣象自動監(jiān)測站、空氣采樣器等應(yīng)急監(jiān)測儀器。能自動連續(xù)測量γ輻射劑量率數(shù)據(jù)、現(xiàn)場氣象參數(shù)及核素識別；還能進(jìn)行大氣、地表水、土壤、植物樣品的采集。

快2、快3移動監(jiān)測系統(tǒng)是“平戰(zhàn)結(jié)合”的監(jiān)測車，體積小，更靈活。應(yīng)急時將車和儀器設(shè)備進(jìn)行組合，執(zhí)行應(yīng)急監(jiān)測任務(wù)。

三類移動監(jiān)測車通過GPS與應(yīng)急監(jiān)測調(diào)度平臺建立連接，使用車載數(shù)據(jù)通信與處理系統(tǒng)接受指令并上傳數(shù)據(jù)，其中快1的γ劑量率、核素分析、氣象參數(shù)等自動上傳至調(diào)度平臺。環(huán)保部通過調(diào)度平臺查閱數(shù)據(jù)和下達(dá)指令。

3　系統(tǒng)的應(yīng)用與分析

由于快1監(jiān)測車的自動監(jiān)測設(shè)備是隨監(jiān)測車移動的，除定期進(jìn)行儀器檢定外，還應(yīng)對監(jiān)測結(jié)果進(jìn)行檢驗，以保證監(jiān)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確有效性［5］。福建對寧德和福清核電廠分別設(shè)置了核應(yīng)急巡測路線，已定期開展日常巡測，對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并積累核電廠正常運行時巡測路線的輻射環(huán)境水平。

3.1數(shù)據(jù)的傳輸

從已進(jìn)行的巡測來看，移動監(jiān)測車的監(jiān)測數(shù)據(jù)均能自動傳輸至調(diào)度平臺，能正常進(jìn)行文件的上傳和下載，能與調(diào)度平臺進(jìn)行音視頻通話，系統(tǒng)的穩(wěn)定性較好。

3.2數(shù)據(jù)的分析檢驗

3.2.1固定監(jiān)測點

對快1兩輛監(jiān)測車同時間進(jìn)行三次固定點（車輛停車場）監(jiān)測，其極值、平均值及標(biāo)準(zhǔn)差以及用SPSS統(tǒng)計分析得到的直方圖及P-P圖，見表1。

表1　固定點的監(jiān)測數(shù)據(jù)及分析Tab.1 The monitoring data and analysis of fixed points（劑量率單位：nGy/h）

從表1可知，監(jiān)測的標(biāo)準(zhǔn)差在2.64～3.54，所有監(jiān)測的直方圖均較接近正態(tài)分布。用統(tǒng)計分析的P-P圖方法進(jìn)行正態(tài)分布檢驗，觀察6月26日兩輛車和9月27日1號車的P-P圖，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)點和理論直線（對角線）基本重合，說明實際累積概率和理論累積概率是基本一致的，測值基本服從正態(tài)分布。而4月23日兩輛車和9月17日2號車的數(shù)據(jù)點和理論直線有部分不重合，進(jìn)一步分析這三次的去勢P-P圖即分布的殘差圖（見圖2），發(fā)現(xiàn)殘差的絕對值都小于0.1，判斷測值也基本服從正態(tài)分布［6］。通過檢驗說明移動監(jiān)測車對固定點的γ劑量率監(jiān)測誤差小，精度高，監(jiān)測數(shù)據(jù)是準(zhǔn)確的［7］。

圖2　4月23日等三次巡測數(shù)據(jù)的去勢P-P圖Fig.2 The castration P-P map of three survey results on April 23rd

3.2.2巡測分析

由于巡測時隨著監(jiān)測車的移動，輻射場是變化的，因此很難像分析固定點一樣去分析巡測路線的監(jiān)測結(jié)果，主要進(jìn)行數(shù)據(jù)對比，查看是否有明顯偏離值。表2列出部分巡測數(shù)據(jù)。

表2　巡測路線的監(jiān)測數(shù)據(jù)Tab.2 The monitoring data of patrol route（單位：nGy/h）

由表2可知，使用相同監(jiān)測車對福清Ⅰ號線進(jìn)行巡測時，測值的平均值較接近；使用不同監(jiān)測車對福清Ⅱ號、寧德Ⅰ號Ⅱ號線進(jìn)行巡測時，測值的平均值相差不超過15%，標(biāo)準(zhǔn)差近似相等且為固定點監(jiān)測時的4倍左右，說明路線上不穩(wěn)定的輻射場對測值的統(tǒng)計漲落貢獻(xiàn)大。根據(jù)寧德和福清核電廠運行前的環(huán)境γ輻射本底調(diào)查結(jié)論，寧德核電廠廠址周圍原野γ輻射空氣吸收劑量率（年度）各監(jiān)測點位測量值在（29.6～140）nGy/h，福清核電廠道路劑量率測量結(jié)果為86.5～133nGy/h；根據(jù)2015全國輻射環(huán)境質(zhì)量報告，寧德核電廠輻射環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測子站的測值在67.7～187.2 nGy/h，福清的測值在78.0～160.0nGy/h。表2測值與本底比較是處于相同水平的，數(shù)據(jù)沒有明顯偏離，說明快1移動監(jiān)測車的這些巡測數(shù)據(jù)是可靠有效的。

4　結(jié)語

福建省核與輻射應(yīng)急移動監(jiān)測系統(tǒng)的建成，使現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)能實時自動發(fā)送至調(diào)度平臺，可用于核事故時配合固定式環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)快速確定環(huán)境地表γ輻射劑量率水平與分布狀況［8］。在核電廠正常運行時，對系統(tǒng)進(jìn)行定期的運行維護(hù)，開展定期巡測，分析數(shù)據(jù)的有效性，掌握巡測路線的輻射本底水平，為核應(yīng)急工作打下基礎(chǔ)。

［1］ 朱耀明，林明貴.寧德核電廠外圍環(huán)境γ輻射連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)［J］.海峽科學(xué)，2015，（06）：75-78.

［2］岳會國.核事故應(yīng)急準(zhǔn)備與響應(yīng)手冊［K］.北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，2012.

［3］ 施仲齊.核或輻射應(yīng)急的準(zhǔn)備與響應(yīng)［M］.北京：原子能出版社，2010.

［4］ 陸智根，朱曉翔.核應(yīng)急監(jiān)測車在田灣核電站應(yīng)急區(qū)域的初步應(yīng)用［J］.中國輻射衛(wèi)生，2010，（06）：211-213.

［5］ 國家環(huán)境保護(hù)總局.輻射環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范［S］.中華人民共和國環(huán)境保護(hù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，2001.

［6］ 張文彤.SPSS統(tǒng)計分析基礎(chǔ)教程［M］.北京：高等教育出版社，2004.

［7］ 費業(yè)泰.誤差理論與數(shù)據(jù)處理［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2014.

［8］ 國家環(huán)境保護(hù)總局.環(huán)境地表γ輻射劑量率測定規(guī)范［S］.中華人民共和國環(huán)境保護(hù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，1994.

The practice and application of the emergent mobile monitoring system of nuclear and radiation in Fujian

HUANGYa-ping
（Fujian Environmental Radiation Supervision Station，F(xiàn)uzhou 350012，China）

This article introduces the construction and function of the emergent mobile monitoring system of nuclear and radiation in Fujian，analyzes the monitoring statistics of the emergent survey circuit of the nuclear power plant through such system，proving its stability and reliability.Fundamental statistics of the survey circuit are collected through survey monitor and serve as convincing supports of nuclear emergencies.

Mobile monitoringsystem；Quick response system；Surveycircuit；Normal distribution

TP274.4

A

1674-8646（2016）17-0018-03

2016-07-18