核輻射突發(fā)事件空氣中γ核素監(jiān)測(cè)的應(yīng)對(duì)實(shí)踐與啟示

張彩虹

(福建省輻射環(huán)境監(jiān)督站,福建 福州 350012)

由于輻射無(wú)法感知,長(zhǎng)期以來(lái)公眾對(duì)輻射缺乏認(rèn)識(shí)或存在誤解,“恐核”心理一直是公眾不易克服的心理障礙?？偨Y(jié)已發(fā)生的重大核事故的主要經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),其中之一就是核與輻射應(yīng)急事件對(duì)公眾心理產(chǎn)生的影響已經(jīng)超過(guò)對(duì)公眾身體產(chǎn)生的影響。

作為福建省輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)支撐單位,自寧德核電廠和福清核電廠運(yùn)行以來(lái),福建省輻射環(huán)境監(jiān)督站核與輻射事故應(yīng)急監(jiān)測(cè)能力迅速發(fā)展,并且在應(yīng)對(duì)2011年福島核事故、2014年“霧霾含放射性”等核與輻射突發(fā)事件中積累和總結(jié)了豐富的經(jīng)驗(yàn)。本文以應(yīng)對(duì)2020年“歐洲空氣中出現(xiàn)Ru-103等人工放射性核素”的突發(fā)事件為例[1],探討如何在核輻射應(yīng)急事件輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)中快速采集空氣中γ核素監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),為政府部門科學(xué)決策提供準(zhǔn)確數(shù)據(jù)和技術(shù)支持,為公眾提供安全信息,消除公眾的疑慮和恐慌。

1 事件介紹

2020年6月22日,位于瑞典的全面禁止核試驗(yàn)條約(CTBT)國(guó)際監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(IMS)放射性核素臺(tái)站(RN63)監(jiān)測(cè)到大氣中μBq/m3量級(jí)的Cs-134、Cs-137和Ru-103。愛(ài)沙尼亞環(huán)境保護(hù)局表示,哈庫(kù)輻射監(jiān)測(cè)站在空氣中也檢測(cè)到非常少量的Cs-137、Cs-134、Co-60和Ru-103同位素核粒子。芬蘭、挪威和瑞典的輻射與核安全監(jiān)管機(jī)構(gòu)也都發(fā)現(xiàn)了量小、目前對(duì)人類和環(huán)境無(wú)害的放射性同位素[1]。

一名荷蘭官員稱這些放射性核素可能來(lái)自俄羅斯核電站事故。據(jù)悉,放射性物質(zhì)很有可能是東北風(fēng)吹來(lái)的云團(tuán)攜帶的,但由于檢測(cè)次數(shù)有限,有關(guān)各方無(wú)法拿出實(shí)質(zhì)性證據(jù)確定具體的放射性物質(zhì)來(lái)源。俄羅斯對(duì)此進(jìn)行了否認(rèn),稱其核電站周邊輻射水平正常,無(wú)事故報(bào)告;也有猜測(cè)這些放射性核素來(lái)自俄羅斯秘密核武器試驗(yàn)的泄漏。同年6月26日,全面禁止核試驗(yàn)條約組織(CTBTO)籌備委員會(huì)臨時(shí)技術(shù)秘書處(PTS)執(zhí)行秘書在社交媒體上發(fā)文表示,RN63臺(tái)站監(jiān)測(cè)到微量銫和釕放射性同位素,這些核素可能來(lái)自民用核設(shè)施,但源項(xiàng)調(diào)查工作超出CTBTO籌備委員會(huì)的職權(quán)范圍。王世聯(lián)等專家通過(guò)分析認(rèn)為,RN63 臺(tái)站監(jiān)測(cè)到的Cs-134、Cs-137和Ru-103等放射性核素可能來(lái)自反應(yīng)堆運(yùn)行或換料過(guò)程的意外釋放,包括新鮮乏燃料轉(zhuǎn)移過(guò)程中的意外排放;RN61臺(tái)站監(jiān)測(cè)到的I-131和I-133可能來(lái)自反應(yīng)堆運(yùn)行期間小破口泄漏。由于RN61臺(tái)站只監(jiān)測(cè)到了I-131和I-133,而未監(jiān)測(cè)到Cs和Ru同位素,初步推斷與RN63臺(tái)站的監(jiān)測(cè)為兩次獨(dú)立事件。

2 應(yīng)對(duì)措施

上述事件發(fā)生后,福建省輻射環(huán)境監(jiān)督站根據(jù)國(guó)家要求,遵循核與輻射事故應(yīng)急工作原則,踐行“嚴(yán)慎細(xì)實(shí)快”的工作作風(fēng),并結(jié)合實(shí)際情況,充分考慮現(xiàn)有資源和監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò),統(tǒng)籌部署應(yīng)急監(jiān)測(cè)工作。

2.1 快速響應(yīng)

第一時(shí)間召集樣品采樣人員、樣品管理人員、γ核素分析人員及數(shù)據(jù)審核人員成立應(yīng)急小組,由測(cè)試分析室主任擔(dān)任小組組長(zhǎng),統(tǒng)一調(diào)度指揮。

2.2 重點(diǎn)優(yōu)先

首先,密切關(guān)注氣象條件,考慮福建山地和沿海地形特點(diǎn),結(jié)合新聞評(píng)論和大氣粒子逆軌跡地圖,同時(shí),與福建以北的省級(jí)輻射站如上海站、安徽站、江西站、江蘇站積極互通消息,最終確認(rèn)5月初南平、寧德、三明等地的樣品最有可能出現(xiàn)感興趣核素。因此,對(duì)該時(shí)間段、該地區(qū)樣品進(jìn)行重點(diǎn)關(guān)注。采樣人員立即開展核電廠周圍及福州站點(diǎn)7個(gè)氣溶膠采集;樣品管理人員統(tǒng)計(jì)4—6月福建省輻射環(huán)境質(zhì)量和核電監(jiān)督性監(jiān)測(cè)點(diǎn)位的氣溶膠樣品,并集中統(tǒng)一復(fù)測(cè)此批樣品是否有人工核素;γ核素分析人員重新分析過(guò)往譜圖,重點(diǎn)關(guān)注Ru-103、Cs-134、Cs-137三種指示核素,并對(duì)非常見(jiàn)Ru-103核素性質(zhì)進(jìn)行重點(diǎn)學(xué)習(xí)和討論。

2.3 持續(xù)監(jiān)測(cè)

事件要求關(guān)注的時(shí)間段已過(guò)去,跨度較大,而日常采樣并不是連續(xù)的,為保證不遺漏非采樣時(shí)間段的感興趣核素,福建省輻射環(huán)境監(jiān)督站統(tǒng)計(jì)該時(shí)間段所有樣品的采樣時(shí)間,找到全省采樣的空檔期。之后,查閱全省運(yùn)行核電廠的采樣空檔期氣溶膠數(shù)據(jù),最大限度保證測(cè)量無(wú)遺漏;對(duì)于在采的樣品,從6月29日開始采取同一點(diǎn)位超大流量采樣器和大流量采樣器同時(shí)采樣。超大流量采樣器連續(xù)采樣,確保采樣5萬(wàn)m3以上后更換濾膜,以降低樣品探測(cè)下限。大流量采樣器每日更換濾膜并測(cè)量,確保能及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常;在按要求測(cè)量氣溶膠的基礎(chǔ)上,重新測(cè)量分析第二季度大氣沉降樣品。

2.4 數(shù)據(jù)可靠

嚴(yán)格按照質(zhì)保大綱進(jìn)行分析樣品采樣。測(cè)量的譜圖數(shù)據(jù)由測(cè)量人員、初核、復(fù)核三級(jí)簽字確認(rèn),保證監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。

2.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)一

臨時(shí)增設(shè)信息員,第一時(shí)間在“全國(guó)輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)管理與應(yīng)用平臺(tái)”完成福建全省Ru-103項(xiàng)目增設(shè),以保證數(shù)據(jù)上傳通順。同時(shí),監(jiān)督數(shù)據(jù)的傳送,督促任務(wù)節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)出具,保證數(shù)據(jù)上傳及時(shí)。

2.6 綜合分析

提高數(shù)據(jù)分析反應(yīng)能力,對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析。通過(guò)將同一點(diǎn)位監(jiān)測(cè)結(jié)果與歷年數(shù)據(jù)進(jìn)行分析比較,不同監(jiān)測(cè)點(diǎn)位歷年數(shù)據(jù)對(duì)比,并考慮環(huán)境變化因素相關(guān)影響,以及不同監(jiān)測(cè)項(xiàng)目之間的相關(guān)和比對(duì)關(guān)系,確保結(jié)果更加準(zhǔn)確、科學(xué)。

3 監(jiān)測(cè)結(jié)果分析

3.1 常規(guī)監(jiān)測(cè)

3.1.1 監(jiān)測(cè)對(duì)象

空氣中氣溶膠、沉降物。

3.1.2 監(jiān)測(cè)布點(diǎn)

參考《輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》(HJ/T 61—2021)和《核動(dòng)力廠環(huán)境輻射防護(hù)規(guī)定》(GB 6249—2011),在福建省內(nèi)共布設(shè)20個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位,包括國(guó)控環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)點(diǎn)位3個(gè)、核電周圍及對(duì)照點(diǎn)7個(gè)、省控環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)點(diǎn)位10個(gè),點(diǎn)位覆蓋9個(gè)地市及2個(gè)運(yùn)行核電廠周邊環(huán)境。

3.1.3 采樣儀器

氣溶膠大流量采樣器型號(hào)有JL150和HRHA01-LFS120D/A;超大流量采樣器型號(hào)為JL900,濾膜采用聚乙烯濾膜,沉降物用干濕沉降采樣器收集。

3.1.4 采樣頻次和方法

國(guó)控點(diǎn)和省控點(diǎn)的氣溶膠采樣頻次為1次/季,核電站周圍監(jiān)測(cè)點(diǎn)位采樣頻次1次/月,每次采樣時(shí)長(zhǎng)為4～8 d,采樣體積約10000 m3;沉降物為連續(xù)采樣,采樣頻次為1次/季。

3.2 應(yīng)急監(jiān)測(cè)

當(dāng)發(fā)生應(yīng)急事件時(shí),立即開啟監(jiān)測(cè)點(diǎn)位儀器進(jìn)行樣品采集,可根據(jù)放射性濃度水平適當(dāng)縮短單次采樣時(shí)長(zhǎng),并在該事件發(fā)生后連續(xù)采樣。同時(shí),可增加便攜式采樣設(shè)備,在同一監(jiān)測(cè)點(diǎn)位進(jìn)行平行采樣。

3.3 樣品測(cè)量

3.3.1 樣品前處理

氣溶膠樣品采樣結(jié)束后,經(jīng)烘干并密封于直徑75 mm、高70 mm的圓柱形塑料樣品盒中,沉降物樣品水樣經(jīng)蒸干水分后取余下的粉末密封于樣品盒中。

3.3.2 測(cè)量?jī)x器和方法

采用高純鍺γ譜儀,儀器型號(hào)有GC6020和GR82023,探測(cè)效率為60%和80%,監(jiān)測(cè)方法依據(jù)《空氣中放射性γ能譜分析方法》(WS/T 184—2017)和《高純鍺γ能譜分析通用方法》(GB/T 11713—2015)。

3.4 質(zhì)控措施

3.4.1 采樣儀器校準(zhǔn)

請(qǐng)有資質(zhì)機(jī)構(gòu)每年對(duì)采樣儀器進(jìn)行校準(zhǔn),定期對(duì)采樣儀器進(jìn)行維護(hù),發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)修理或更換采樣儀器,并重新校準(zhǔn)。

3.4.2 測(cè)量?jī)x器校準(zhǔn)

高純鍺γ譜儀及標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)經(jīng)過(guò)計(jì)量部門檢定或校準(zhǔn)后使用,并定期開展期間核查。監(jiān)測(cè)儀器期間核查方法包括本底(或標(biāo)準(zhǔn)源)計(jì)數(shù)的泊松分布檢驗(yàn)、本底及效率長(zhǎng)期質(zhì)控圖。

3.4.3 人員資質(zhì)

監(jiān)測(cè)人員持證上崗,并定期接受技術(shù)培訓(xùn)。

3.4.4 實(shí)驗(yàn)分析測(cè)量質(zhì)量控制

①定期進(jìn)行空白試驗(yàn)。更換試劑時(shí),應(yīng)進(jìn)行空白試驗(yàn),空白樣品數(shù)不能少于4個(gè)。計(jì)算空白樣品計(jì)數(shù)率的平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差,并檢驗(yàn)其與儀器本底計(jì)數(shù)率在95%的置信水平下是否有顯著性差異,結(jié)果不存在顯著性差異。

②隨機(jī)抽取10%的樣品做平行樣和復(fù)測(cè)樣品進(jìn)行分析,相對(duì)偏差控制在30%以內(nèi)。

③每年取部分樣品進(jìn)行外檢,作為實(shí)驗(yàn)室間的比對(duì),比對(duì)結(jié)果符合要求。

3.5 監(jiān)測(cè)結(jié)果

2020年4—6月采集氣溶膠樣品36個(gè),2—8月采集沉降物樣品16個(gè)。氣溶膠和沉降物中Cs-134、Cs-137監(jiān)測(cè)結(jié)果如表1、表2所示。

表1 2020年4—6月各點(diǎn)位氣溶膠中γ核素監(jiān)測(cè)結(jié)果

表2 2020年2—8月各點(diǎn)位沉降物中γ核素監(jiān)測(cè)結(jié)果

由表1可知,2020年4—6月福建省各監(jiān)測(cè)點(diǎn)位氣溶膠中Ru-103、Cs-134未檢出,Cs-137檢出值為2.9μBq/m3(泉州自動(dòng)站),在探測(cè)限范圍內(nèi),其他點(diǎn)位氣溶膠中Cs-137未檢出。由表2可知,2020年2—8月各監(jiān)測(cè)點(diǎn)位沉降物中Cs-134、Cs-137均未檢出。

綜合分析周邊地市同日期的氣溶膠樣品和當(dāng)?shù)赝寥乐蠧s-137的含量,結(jié)合當(dāng)?shù)貧庀髼l件及福建省核電運(yùn)行狀況,判斷Cs-137檢出并非受此次事件影響。

4 經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

應(yīng)急工作上往往因?yàn)椤凹薄?很容易出現(xiàn)各種平時(shí)難以預(yù)料的狀況。為應(yīng)對(duì)類似核輻射突發(fā)事件,輻射環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測(cè)日常工作中要做到平戰(zhàn)結(jié)合,重點(diǎn)做好以下幾點(diǎn):

①完善常規(guī)監(jiān)測(cè)方案。常規(guī)監(jiān)測(cè)不具備連續(xù)監(jiān)測(cè)能力,各點(diǎn)位的采樣時(shí)間會(huì)出現(xiàn)空檔,建議今后在常規(guī)監(jiān)測(cè)中增加連續(xù)采樣點(diǎn)和加強(qiáng)采樣點(diǎn),盡量保障數(shù)據(jù)的全面性和科學(xué)性。

②細(xì)化應(yīng)急監(jiān)測(cè)方案。有針對(duì)性地制訂應(yīng)急監(jiān)測(cè)和采樣計(jì)劃,特別是在輻射事故發(fā)生早期,以及應(yīng)急資源有限時(shí)顯得特別重要[2]。

③強(qiáng)化質(zhì)量控制與監(jiān)督力度。利用多種質(zhì)量監(jiān)控方式進(jìn)行自控與外控,注重人員、采樣等環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制管理,切實(shí)加強(qiáng)日常監(jiān)督,確保質(zhì)量管理體系持續(xù)適用和有效,并得到必要的改進(jìn);嚴(yán)格落實(shí)儀器量值溯源工作,及時(shí)開展儀器設(shè)備的期間核查和穩(wěn)定性檢驗(yàn),確保監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)客觀準(zhǔn)確[3]。

④加強(qiáng)實(shí)戰(zhàn)演練。實(shí)戰(zhàn)演練是切實(shí)提高輻射事故應(yīng)急管理能力、提高有效應(yīng)對(duì)和處置輻射突發(fā)事件的技術(shù)能力、提高應(yīng)急監(jiān)測(cè)隊(duì)伍技術(shù)水平的重要途徑,應(yīng)持續(xù)有效地開展,提升應(yīng)急事故響應(yīng)能力[4]。

⑤加強(qiáng)人員培訓(xùn)。定期組織技術(shù)人員培訓(xùn),做到技術(shù)人員持證上崗,努力打造一支素質(zhì)過(guò)硬的輻射應(yīng)急隊(duì)伍,為處置應(yīng)急事件提供人才支撐。

5 結(jié)束語(yǔ)

本文探討了在核輻射應(yīng)急事件中如何進(jìn)行數(shù)據(jù)的快速采集和分析,并以應(yīng)對(duì)2020年“歐洲空氣中出現(xiàn)Ru-103等人工放射性核素”的實(shí)踐為例,探討了對(duì)應(yīng)急監(jiān)測(cè)工作響應(yīng)的全過(guò)程,并對(duì)此次工作進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)總結(jié)和反饋,以期為今后類似的核輻射應(yīng)急事件提供參考,以提升應(yīng)急監(jiān)測(cè)能力。