空气自动监测系统在核应急监测中的应用

连云港辐射环境监测管理站  陈　辛　李　强　曹鹏涛

摘 要：以江苏省核电外围辐射自动监控系统为背景，全面介绍几种空气自动监测系统在核电监督监测和核应急监测中的应用。首先阐述开展空气辐射监测的意义及开展空气辐射监测在核应急响应中的重要作用，然后介绍几种典型空气辐射监测设备（系统）并结合实际应用简要说明其在日常监测和核应急监测中的应用，最后以空气自动监测系统在江苏核电辐射监测中的应用为例，介绍空气自动监测系统在核电监测中的重要作用。

随着核工业的发展，核与辐射技术在能源领域得到广泛应用，核能极大的满足了人们对能源的需求，同时由于辐射会对人体造成极大的伤害，核与辐射技术的应用不当也会给人们的生活带来很大的威胁。核能自应用至今，国际上发生了数次对人类产生较大影响的重大事故，因此为了减少核事故的发生，对其辐射安全预防就显得尤为重要。

核能应用存在的危险可以通过合适的辐射安全监测设备提供监测预警等措施来防护，从而将辐射污染的危害程度减至最低，因此安装环境监测与预警系统都是非常有必要的。空气自动监测系统最重要的任务是当监测区的放射性超过自然水平时，在最短的时间内发出报警信号。

当发生核事故或核爆炸时，各种人工放射性核素会释放到大气中。其中大多数是惰性气体（氙、氪）和易挥发放射性核素（碘-131、铯-137等）。空气中辐射变化情况是核事故等级和核事故救援措施的重要依据，因而对空气辐射环境的监测就显得尤为重要。本文向大家介绍江苏核电外围辐射环境自动监测系统中的一些重要设备在空气辐射监测中的应用，特别是在核应急情况下的作用。

一、空气在线γ剂量率监测系统

江苏省核电外围辐射环境监测系统中采用的γ辐射剂量率仪是美国GE公司生产的RSDetection型高气压电离室，该仪器是RSS131型高气压电离室的升级版。该仪器特点为寿命长、灵敏度高，能识别采用GM管探测器探测不到的在本底辐射水平之上的增量，现广泛应用于核设施外围辐射环境自动监测系统。利用空气在线γ剂量率监测系统对核电外围辐射环境进行24小时不间断监测，为核电监督管理和核应急状况提供数据支持。通过空气在线γ剂量率监测系统测得的γ瞬时剂量数值的变化情况判断辐射环境有无变化，进而判断核电站运行是否正常，为核事故应急提供预警信息，事故发生后能为应急指挥决策层提供数据支持。在线γ剂量率仪是核电外围辐射环境监测系统的中坚力量。

二、空气在线放射性监测预警系统

当发生核泄漏时会在空气中形成放射性尘埃，受到辐射污染的地面及水源会使人受到外照射和内照射损伤。当我们通过空气在线γ剂量率监测系统发现异常或者确定发生核泄漏时，我们迫切需要知道辐射异常的类型和放射性污染程度。通过对气溶胶微粒的精确测量可以确定放射性污染程度，这是一种常见的监测方法。

随着我国核电事业迅速发展，以及近年来国内外核安全形势的发展变化，国家对核电的安全提出了更高要求，简单的剂量率监测已经不能满足核电监督管理和核应急响应的要求。为此我省适时引进奥地利BITT 生产的AMS02型空气在线放射性监测预警系统，AMS02气溶胶测量系统两种滤膜同时采集，一种是气溶胶粒子滤膜，另一个是碘分子滤膜，采集完成后自动进行分析并存储分析结果，整个系统全自动操作，只需操作人员定期更换滤纸即可。

本系统为空气（气溶胶）检测系统，含有多枚探测器，能实现自动换模自动测量并存储数据，且分别能发出两级预警信号，初始为警告级别（warning），一种为更加严重的级别-报警级别（alarm）。

本系统在室外放置一枚伽马探头。当室外的伽马探头探测到地表放射性污染，或漂浮在空气中的气溶胶颗粒的放射性污染时，会根据设定的阈值发出警告（warning）或报警（alarm）信号。系统在室内拥有PIPS探测器，碘化钠探测器以及高纯锗探测器。通过探测吸附在两个滤膜上的气溶胶颗粒，达到监测空气的目的。同样能发出警告（warning）或报警（alarm）信号。

三、空气在线超大流量放射性监测系统

当辐射事故发生后，我们不但要知道放射性类型和污染程度，还要能准确的对事故等级进行定性，这就需要借助实验室分析级的定量分析。传统的分析过程是通过现场采样后送到实验室制样，然后进行分析，过程复杂而且耗时耗力，而且还会受到核应急管制条件等诸多限制，而全自动采样制样分析的空气在线超大流量放射性监测系统就解决了这些问题。

江苏省核安全局为加强江苏核电外围辐射环境监测预警能力，在引进空气在线放射性监测预警系统的同时引进了全国第二套空气在线超大流量放射性监测系统。Cinderella JL-500超大流量气溶胶自动监测系统由芬兰SENYA 生产，具有实时辐射剂量监测、样品制备系统、实验室高质量γ辐射测量系统、每月进行一次滤纸更换，是目前部署范围最广、运行时间最长的超大流量气溶胶自动监测系统。

该系统由超大流量采样单元、全自动滤纸制备单元、实验室电制冷高纯锗γ测量单元组成，主要用于气溶胶中的放射性物质的自动化、连续性监测，是一台集空气采样、滤纸切割、样品制样、样品衰减、样品测量于一体的全自动型无人看守环境空气辐射监测站。能进行较短时间的超大流量采样，并自动进行样品分析，不需要人工干预，可实现长时间的无人监测，可用于偏远地区的放射性气溶胶定量监测（实验室水平），具备快速响应、高灵敏度和准确性，能有效的监督核电厂周围环境，并且在发生极端事故的情况下，在人员不适合停留的时候，仍然能进行自动监测。整个系统全自动操作，只需操作人员每个月更换滤纸即可。

四、空气在线监测系统在田湾核电外围辐射监测应用实例

江苏省核电外围辐射环境监测系统按国家最新技术要求，并根据田湾核电站现场实际情况，按照γ辐射连续监测系统监测子站布点原则及选址基本要求，结合人口分布、风向等因素在核电外围建成14个自动监测子站，十六个方位角中除海上部分，在核电站外围的陆域环境形成全覆盖。每个自动监测子站都配有在线高气压电离室（RSDetection）γ辐射剂量率仪，24小时实时监测核电站外围辐射水平。在十公里核应急区外的中云监测子站设置空气在线放射性监测预警系统（AMS02），实时在线监测核电站外围辐射异常情况。在五公里核应急内区的杨圩监测子站设置空气在线超大流量放射性监测系统（Cinderella JL-500）对放射性异常核素进行定量分析。所有监测系统都具有正常和核应急两种监测模式，满足日常监督监测和核应急监测需要。

五、小结

随着我省核电建设，对环保监测提出了更高的要求。在核电站周围建立空气在线γ剂量率监测系统和气溶胶在线放射性监测预警系统、超大流量气溶胶自动监测系统相结合，构成完整的核电外围辐射监测体系，服务于日常的核电监督性监测，同时做到应急兼容，有力保障田湾核电站外围辐射安全。