COE分析實驗室的建設(shè)、運行及發(fā)展

國家核安保技術(shù)中心

由中美合作在華建立的核安保示范中心項目（COE），自2010年4月商定，到2016年3月建成運行，已經(jīng)取得初步的成果?；仡櫧⒌倪^程，總結(jié)取得的成果，分析存在的問題，研究今后發(fā)展，是目前的當(dāng)務(wù)之急。

COE的籌備建設(shè)

中美合作建設(shè)COE項目是2010年4月由兩國元首商定的，2011年1月簽署合作諒解備忘錄，2012年4月簽署項目經(jīng)費籌措?yún)f(xié)議。隨后，雙方共同討論確定設(shè)計和技術(shù)方案。2011年11月，成立國家核安保技術(shù)中心SNSTC，隸屬國家原子能機構(gòu)，負(fù)責(zé)COE項目的建設(shè)、運行和管理。2013年10月奠基，2016年3月建成運行。

COE位于北京長陽科技園，總建筑面積2.75萬平方米，主要建設(shè)有綜合培訓(xùn)樓、分析實驗樓、環(huán)境試驗樓、核材料衡算與實物保護(hù)模擬設(shè)施、響應(yīng)力量訓(xùn)練及演練設(shè)施、實物保護(hù)測試場等。分析實驗樓的建設(shè)面積近3400平方米，建立了破壞性分析（DA）和非破壞性分析（NDA）兩種技術(shù)手段共17個實驗室，配備了約200臺（套）的先進(jìn)儀器設(shè)備。

DA實驗室具備從核材料到非核材料、從常量元素到痕量元素、從無機物到有機物的多種分析手段，基本囊括了核燃料循環(huán)各個工藝流程中涉及的分析設(shè)備，可為核工業(yè)、核安保、核保障和核法證學(xué)科學(xué)研究、樣品測量及相關(guān)培訓(xùn)提供全方位的服務(wù)。NDA實驗室具備伽馬、中子、量熱三種技術(shù)手段的儀器設(shè)備，可為核材料或其他放射性物質(zhì)提供全方位的無損檢測和定性定量分析，可為核安保、核保障和核法證學(xué)科學(xué)研究、樣品測量及相關(guān)培訓(xùn)提供技術(shù)服務(wù)。

為規(guī)范和提高實驗室管理水平，自COE成立起，COE分析實驗室即開始實驗室標(biāo)準(zhǔn)管理體系的建立。按照《檢測和校準(zhǔn)實驗室能力認(rèn)可準(zhǔn)則》、《檢測實驗室和校準(zhǔn)實驗室能力認(rèn)可準(zhǔn)則》、《檢驗檢測機構(gòu)資質(zhì)認(rèn)定評審準(zhǔn)則》等相關(guān)認(rèn)證認(rèn)可文件和法律法規(guī)要求，以建立統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的實驗室管理體系為目標(biāo)，開始著手實驗室標(biāo)準(zhǔn)管理體系的建立。

隨著實驗室標(biāo)準(zhǔn)管理體系組織機構(gòu)的建立、管理體系文件的編制完成，實驗室管理體系得到初步建立。在試運行至初評審期間，實驗室進(jìn)行了各項管理和技術(shù)活動，管理活動有內(nèi)部審核、管理評審、文件管理、客戶意見征求及對實驗室工作的質(zhì)量監(jiān)督等。技術(shù)活動有期間核查、檢測和校準(zhǔn)結(jié)果的質(zhì)量保證、參加能力驗證、檢測和校準(zhǔn)方法的確認(rèn)、編制原始記錄和檢測人員資質(zhì)證書等。

在總結(jié)實驗室管理體系試運行成果的基礎(chǔ)上，試運行一年后，完成實驗室初評審申請文件的編制。2016年3月獲得了國家原子能機構(gòu)核材料管制辦公室頒發(fā)的“核材料許可證”，具備使用實物保護(hù)等級為三級的核材料。2017年3月獲得北京環(huán)保局頒發(fā)的“輻射安全許可證”,具備使用Ⅳ類、Ⅴ類放射源和使用Ⅲ類射線裝置的資質(zhì)。2017年5月通過中國合格評定國家認(rèn)可委員會認(rèn)可，2017年6月通過檢驗檢測機構(gòu)資質(zhì)認(rèn)定。

實驗室的運行管理

日常管理。實驗室按照國家核安保技術(shù)中心的有關(guān)規(guī)定，積極貫徹“開放、聯(lián)合、競爭”的運行管理方針，為國內(nèi)外核安保及核材料分析領(lǐng)域提供學(xué)術(shù)交流、培訓(xùn)教學(xué)和試驗環(huán)境。實驗室歸口技術(shù)研發(fā)處管理，由技術(shù)研發(fā)處處長負(fù)責(zé)實驗室的運行管理，具體負(fù)責(zé)實驗室整體規(guī)劃、人員管理、經(jīng)費使用管理及設(shè)備的更新、購置等。實驗室采用“實驗室管理系統(tǒng)（LIMS）”進(jìn)行數(shù)字化管理。LIMS系統(tǒng)以實驗室為中心，將實驗室的業(yè)務(wù)流程、環(huán)境、人員、儀器設(shè)備、標(biāo)物標(biāo)液、化學(xué)試劑、標(biāo)準(zhǔn)方法、文件記錄、客戶管理等影響分析數(shù)據(jù)的因素有機結(jié)合起來，采用先進(jìn)的計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)化的實驗室管理思想，組成一個全面、規(guī)范的管理體系，為實現(xiàn)分析數(shù)據(jù)網(wǎng)上調(diào)度、分析數(shù)據(jù)自動采集、快速分布、信息共享、分析報告無紙化、質(zhì)量保證體系順利實施、成本嚴(yán)格控制、人員量化考核、實驗室管理水平整體提高等提供技術(shù)支持。

人才隊伍建設(shè)。著眼于COE的長遠(yuǎn)發(fā)展，根據(jù)專業(yè)建設(shè)的需要，以DA和NDA兩個專業(yè)技術(shù)人才為重點，兼顧技術(shù)支撐隊伍，堅持引進(jìn)與培養(yǎng)并重，深入實施萃英人才建設(shè)計劃，全面加強人才隊伍建設(shè)，促進(jìn)COE持續(xù)、健康、快速發(fā)展。通過邊建設(shè)、邊研究、邊教學(xué)、邊開放的方式，凝聚和培養(yǎng)了一支高水平的專業(yè)隊伍。

儀器設(shè)備管理。實驗室主任負(fù)責(zé)對儀器設(shè)備的日常管理，技術(shù)人員負(fù)責(zé)設(shè)備的維護(hù)和運行。對于所有10萬元以上的設(shè)備均分配到專人管理，負(fù)責(zé)設(shè)備的保養(yǎng)及對使用人的培訓(xùn)等。每個大型設(shè)備均有獨立的設(shè)備檔案，記錄設(shè)備的狀態(tài)及使用情況。實驗室制定了“實驗室儀器設(shè)備管理辦法”，以保證設(shè)備的完好、共享和對外開放。

合作與交流。通過多種方式加強合作，建立良好互贏的合作關(guān)系。在國內(nèi)與清華大學(xué)、哈爾濱工程大學(xué)、南華大學(xué)、東華理工大學(xué)、中國原子能科學(xué)研究院、中國計量科學(xué)研究院、核工業(yè)北京地質(zhì)研究院等建立了戰(zhàn)略合作關(guān)系。在國外與美國橡樹嶺國家實驗室和洛斯阿拉莫斯實驗室建立了合作交流關(guān)系，共同開展DA、NDA、核材料衡算等相關(guān)技術(shù)研究、交流、培訓(xùn)課程開發(fā)、人員培訓(xùn)等。

實驗室安全。按照“宣傳教育是前提，制度管理是根本，安全檢查是關(guān)鍵，安全管理是舉措”的安全管理思路，制定了若干安全管理規(guī)定，使實驗室安全工作有章可循，并逐級落實安全責(zé)任。要求實驗室負(fù)責(zé)人負(fù)責(zé)安全，每個實驗室都有安全責(zé)任人，形成了人人重視、責(zé)任到人的安全工作局面。

取得的初步成果

核材料管制視察現(xiàn)場核實。我國核材料管制實行許可證制度，核材料衡算與控制是其中一項重要的技術(shù)手段，政府對核材料許可證換證現(xiàn)場檢查或例行檢查以往均停留在合規(guī)性檢查和賬目抽查層次上，依靠視察儀器進(jìn)行現(xiàn)場核實或是現(xiàn)場取樣拿回實驗室分析尚未開展。COE分析實驗室建成后，于2016年12月和2017年11月分別對272廠和405廠進(jìn)行了現(xiàn)場核實測量。這標(biāo)志著我國核材料管制視察工作從合規(guī)性檢查邁向有效性檢查階段。

參與國際國內(nèi)比對。2016年5至7月，參加中核集團(tuán)組織的“BRIUGIC-2016鈾礦地質(zhì)樣品分析實驗室間比對”活動，比對項目為2個樣品中的16個元素含量分析，COE分析實驗室參與了其中10項比對，這也是COE首次參加國內(nèi)比對，比對結(jié)果在參與的實驗室中名列前茅。2017年還先后參加了中國核燃料公司組織的“八氧化三鈾成分分析實驗室間比對”和核工業(yè)北京化工冶金研究院組織的“鈾礦石濃縮物中砷、汞、鉛、鎘的實驗室間比對”。

2017年3至9月，國際原子能機構(gòu)核保障分析辦公室為評估其網(wǎng)絡(luò)實驗室、候選網(wǎng)絡(luò)實驗室及參與比對的其他實驗室的核材料分析能力，舉辦了核材料分析實驗室比對的系列性能測試活動。COE分析實驗室應(yīng)邀參加鈾同位素比對和鈾含量的分析比對工作，這也是COE首次參與國際比對。在所有提交數(shù)據(jù)的實驗室中，COE分析實驗室分別位居為第1、第3和第9名。標(biāo)志著COE分析實驗室的鈾同位素分析能力達(dá)到國際先進(jìn)水平。

參與標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)定值。參與核工業(yè)北京地質(zhì)研究院承研的“酸性熱液鈾礦標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)”和“堿性熱液鈾礦標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)”中20個元素的標(biāo)準(zhǔn)定值工作；參加了核工業(yè)北京化工冶金研究院承研的2項八氧化三鈾中鈾含量及其雜質(zhì)共25個元素的定值工作。

承擔(dān)科研項目。針對脫離監(jiān)管的核與放射性物質(zhì)測量分析場景，承擔(dān)了IAEA的協(xié)調(diào)研究項目，研發(fā)建立一套一體化便攜式LaBr3探測系統(tǒng)。承擔(dān)核能開發(fā)“標(biāo)準(zhǔn)核燃料組件研制”項目中，“壓水堆燃料組件中鈾雜質(zhì)元素含量及235U富集度分析方法比較研究”的子課題，研究壓水堆燃料組件中鈾雜質(zhì)元素含量及235U富集度分析方法，掌握壓水堆燃料刻度組件研制過程中的DA定值關(guān)鍵技術(shù)，為成功研制一個用于壓水堆核燃料整體測量的標(biāo)準(zhǔn)組件提供技術(shù)支持。

搞好培訓(xùn)和展示。與美國能源部橡樹嶺國家實驗室合作，相繼開展了“戴維斯－格雷滴定精密測定鈾含量”、“全蒸發(fā)－熱電離質(zhì)譜技術(shù)測定鈾同位素比值”、“潔凈實驗室運行管理”等培訓(xùn)課程的課程開發(fā)、教員培訓(xùn)和對外培訓(xùn)工作。與美國能源部洛斯阿拉莫斯國家實驗室合作，開展了“伽馬NDA分析技術(shù)”、“中子NDA分析技術(shù)”、“量熱NDA分析技術(shù)”、“放射源管理”等培訓(xùn)課程的課程開發(fā)、教員培訓(xùn)和對外培訓(xùn)工作。與國際原子能機構(gòu)及美國能源部合作，舉辦“核材料衡算與實物保護(hù)一體化”地區(qū)性培訓(xùn)班。為四川紅華公司員工提供了量身定做的核安保、核材料衡算培訓(xùn)。同時接待來自30多個國家的81個來訪團(tuán)組。

亟待解決的問題

實驗室管理模式需探索創(chuàng)新。由于COE建成投運時間短，存在著與高速發(fā)展的培訓(xùn)、科研水平不相適應(yīng)的管理問題。如何建立一套系統(tǒng)完整的實驗室管理和有效評價機制，在完善實驗室管理評價體系和管理模式基礎(chǔ)上，最大限度提升COE的功能和作用，已成為一個突出問題。

運行規(guī)模與人員配置的矛盾。COE擁有17個分析實驗室，配置了200臺（套）的儀器設(shè)備，涉及核物理、核電子學(xué)、輻射探測、放射化學(xué)、分析化學(xué)、有機化學(xué)等多個學(xué)科和種類。而目前僅有8人在崗，運行規(guī)模與人員配置的矛盾突出。

科研需求與行政許可的矛盾。SNSTC隸屬于國防科工局，被劃分為行政機關(guān)，無法申請科研項目。而COE分析實驗室類似于高等院校，培訓(xùn)教學(xué)和科研開發(fā)應(yīng)該是其主題，但迄今為止，尚沒有得到科研項目的支撐。長此以往，COE的發(fā)展將會受到極大影響。

運行經(jīng)費問題。目前COE運行經(jīng)費是財政撥款，但尚不能滿足COE的實際需求。

今后的工作展望

為我國核材料閉合衡算提供技術(shù)支持。我國在20世紀(jì)八九十年代頒布的《中華人民共和國核材料管制條例》及其實施細(xì)則中規(guī)定，核設(shè)施要實行閉合衡算，但時至今日，有些核設(shè)施尚未實現(xiàn)閉合衡算，政府也因缺乏技術(shù)手段難以進(jìn)行有效核查。COE分析實驗室的建成，可在核材料閉合衡算中為政府監(jiān)管提供技術(shù)支持。

為核材料管制視察工作提供技術(shù)支持。依靠視察儀器進(jìn)行現(xiàn)場核實或是現(xiàn)場取樣拿回實驗室分析尚未按常規(guī)開展，COE可為以后的核材料管制視察和現(xiàn)場檢查工作提供強有力的技術(shù)支持。

開展核設(shè)施分析實驗室核材料分析能力評估。以定期或不定期形式開展核材料分析實驗室間比對，評估核設(shè)施核材料分析能力?？蔀閲液瞬牧瞎苤频哪芰蜎Q策提供數(shù)據(jù)支持，可提升設(shè)施單位核材料分析能力和水平，也可為制定核材料測量分項不確定度提供數(shù)據(jù)。

開展核法證學(xué)研究。COE配備的先進(jìn)核安保分析設(shè)備和國際一流的實驗室環(huán)境，具備了開展核法證學(xué)研究工作的優(yōu)越條件；與國際原子能機構(gòu)和美國等相關(guān)實驗室建立了有效的合作關(guān)系，為開展核法證學(xué)研究提供了良好的外部環(huán)境。開展核法證學(xué)技術(shù)研究，開發(fā)建立國家級的核法證學(xué)數(shù)據(jù)庫，通過先進(jìn)的核分析技術(shù)對失控的核材料進(jìn)行追蹤溯源，為追溯當(dāng)事人的責(zé)任和查找監(jiān)管鏈的漏洞，為打擊核材料和其他放射性物質(zhì)的非法轉(zhuǎn)移或販賣提供有力武器。

開展核安保標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研制。標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)是刻度儀器、驗證方法和實現(xiàn)質(zhì)量控制的重要途徑。利用COE先進(jìn)的儀器設(shè)備，開展核安保相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研制工作，也是COE未來發(fā)展的重要方向。

開展第四代新堆型的核材料衡算方案研究。高溫氣冷堆、釷基熔巖堆等第四代新堆型的出現(xiàn)，特殊的燃料元件結(jié)構(gòu)、循環(huán)方式及系統(tǒng)設(shè)計決定了其核材料衡算工作不同于傳統(tǒng)的壓水堆，不能按照單純的件料或者散料進(jìn)行衡算管理。針對第四代新燃料堆型對核材料衡算和核安保技術(shù)提出的挑戰(zhàn)，COE應(yīng)為國家和核設(shè)施排憂解難。

共享平臺讓資源發(fā)揮更大作用。建立儀器共享管理平臺，實現(xiàn)儀器設(shè)備的信息互通和統(tǒng)籌利用，使COE儀器設(shè)備能夠被更有效地使用。

COE建成不到兩年時間，尚處于開創(chuàng)階段，實驗室的能力和技術(shù)沉淀相對薄弱，還需要不斷學(xué)習(xí)、不斷積累、不斷創(chuàng)新、不斷合作，以提升COE的能力和水平，在核安保、核保障、核法證學(xué)等應(yīng)用領(lǐng)域中，更大程度地發(fā)揮出COE分析實驗室的潛力和作用。