王 川,何俊男,沈恩偉

(1.核電運(yùn)行研究(上海)有限公司,上海 200126;2.中核核電有限管理有限公司,浙江 海鹽 314300)

集體劑量是群體所受的總輻射劑量的一種表示,定義為受某一輻射源照射的群體的成員數(shù)與他們所受的平均輻射劑量的乘積[1]。在核電站的輻射防護(hù)管理中,某一時(shí)間段內(nèi)的所有進(jìn)入輻射控制區(qū)的人員的內(nèi)外照射的劑量之和就是該時(shí)間段內(nèi)的集體劑量,時(shí)間段可以是日歷的時(shí)間段如月、年等,也可以是某一大的檢修活動(dòng)時(shí)間段,如換料大修時(shí)間段。世界核營(yíng)運(yùn)者協(xié)會(huì)(WANO)建立了一套評(píng)價(jià)核電站運(yùn)營(yíng)績(jī)效的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,其中,集體劑量是輻射防護(hù)相關(guān)的唯一指標(biāo),因此,國(guó)內(nèi)的核電運(yùn)營(yíng)組織或監(jiān)管部門(mén)都把集體劑量的高低作為衡量核電站輻射防護(hù)管理績(jī)效的重要指標(biāo),甚至是唯一的指標(biāo)。本文基于多年的核電站輻射防護(hù)管理實(shí)踐和經(jīng)驗(yàn),對(duì)中國(guó)核電運(yùn)行機(jī)組2012—2021年的年度集體劑量和個(gè)人劑量數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析,對(duì)集體劑量概念在核電站輻射防護(hù)管理中的角色進(jìn)行了分析與探討,提出了全面評(píng)價(jià)核電站輻射防護(hù)管理績(jī)效的建議。

1 中國(guó)核電運(yùn)行電廠人員受照劑量分析

1.1 集體劑量

截至2021年底,中國(guó)核電已建成五大核電運(yùn)行基地,共有25臺(tái)運(yùn)行機(jī)組。表1列出了21臺(tái)運(yùn)行機(jī)組的集體劑量與WANO先進(jìn)值(排名前1/4)以及中值的比較,另4臺(tái)機(jī)組投運(yùn)時(shí)間很短,未列入統(tǒng)計(jì)。

表1 2012—2021年中國(guó)核電運(yùn)行機(jī)組集體劑量 (人·mSv) [2]

表1中的數(shù)據(jù),機(jī)組年度集體劑量低于WANO先進(jìn)值的年份,大部分是當(dāng)年內(nèi)沒(méi)有進(jìn)行換料大修。秦二廠3/4號(hào)機(jī)組由于運(yùn)行初期輻射源項(xiàng)水平較低,大修高劑量工作較少,在2014—2016年期間尚能達(dá)到WANO先進(jìn)值,之后隨著機(jī)組運(yùn)行年限增加,在進(jìn)行了換料大修的年份其集體劑量基本保持在WANO中值范圍。值得注意的是,福島核事故后,WANO先進(jìn)值和中值近年來(lái)持續(xù)走低。其準(zhǔn)確原因尚不得而知,其原因可能為2011年福島事故后,部分機(jī)組長(zhǎng)期停運(yùn)和實(shí)施長(zhǎng)燃料循環(huán)策略的機(jī)組數(shù)的增加,進(jìn)入WANO先進(jìn)值行列的機(jī)組絕大部分為停運(yùn)機(jī)組或當(dāng)年未進(jìn)行換料大修的機(jī)組。

1.2 最大個(gè)人劑量

中國(guó)核電運(yùn)行電廠歷年的最大個(gè)人劑量列于表2。

表2 2012—2021年度中國(guó)核電運(yùn)行電廠最大個(gè)人劑量(mSv)[2]

從表2看出,2012—2021年,中國(guó)核電各電廠的最大個(gè)人劑量都在10 mSv以下,遠(yuǎn)低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 18871—2002中輻射工作人員單一年份的劑量限值50 mSv和連續(xù)5年的年平均劑量限值20 mSv。

1.3 年度人均個(gè)人劑量

中國(guó)核電運(yùn)行電廠歷年的年度人均個(gè)人劑量列于表3。

表3 2012—2021年度中國(guó)核電運(yùn)行電廠人均個(gè)人劑量(mSv)[2]

2012—2021年,歷年中國(guó)核電運(yùn)行電廠的年人均劑量基本低于0.4 mSv,中國(guó)核電運(yùn)行電廠歷年年度人均個(gè)人劑量中位值約為0.26 mSv[2]。

1.4 個(gè)人劑量分布

中國(guó)核電運(yùn)行電廠的個(gè)人劑量分布列于表4。

表4 2021年度中國(guó)核電運(yùn)行電廠個(gè)人劑量區(qū)間人數(shù)分布及百分比[2]

從表4可以看出,2021年,中國(guó)核電各運(yùn)行電廠個(gè)人劑量小于0.5 mSv的人數(shù)占總?cè)藬?shù)80%以上,小于1 mSv的人數(shù)占總?cè)藬?shù)90%以上,大于5 mSv的人數(shù)占比基本在0.5%以下。以往年度人劑量區(qū)間分布也基本相同[2]。

1.5 關(guān)于受照劑量的分析

2012—2021年,隨著WANO先進(jìn)值的持續(xù)走低,中國(guó)核電大部分運(yùn)行機(jī)組只要年度內(nèi)進(jìn)行了換料大修,當(dāng)年的集體劑量都達(dá)不到WANO先進(jìn)值,甚至也達(dá)不到WANO中值。近幾年,集體劑量WANO先進(jìn)值基本在100～200人·mSv之間。查閱國(guó)際職業(yè)照射信息系統(tǒng)(ISOE)有關(guān)資料得知,世界范圍內(nèi)的絕大多數(shù)核電機(jī)組,只要年度內(nèi)進(jìn)行了換料大修,其年度集體劑量基本達(dá)不到WANO先進(jìn)值[3]。根據(jù)多年的核電站輻射防護(hù)管理經(jīng)驗(yàn),對(duì)一個(gè)成熟的運(yùn)行電廠,運(yùn)行若干年份之后,輻射防護(hù)管理模式已基本定型,年度的集體劑量將取決于現(xiàn)場(chǎng)的輻射水平和現(xiàn)場(chǎng)的工作量。如果在維修策略的改進(jìn)方面沒(méi)有大的成效,想進(jìn)一步顯著降低集體劑量基本是不可能的。相反,隨著機(jī)組堆齡的增加,現(xiàn)場(chǎng)的輻射水平會(huì)有不同程度的逐年升高,尤其是機(jī)組運(yùn)行的前十年,同時(shí),設(shè)備缺陷也會(huì)進(jìn)一步增加,部分年份的大修工作量還會(huì)增加,二者疊加,造成年度集體劑量還會(huì)有所升高。

2012—2021年,中國(guó)核電各運(yùn)行電廠年度最大個(gè)人劑量都小于10 mSv,遠(yuǎn)低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 18871—2002中的職業(yè)照射年劑量限值,人均受照劑量基本低于0.4 mSv。從2021年中國(guó)核電各運(yùn)行電廠個(gè)人劑量區(qū)間分布來(lái)看,90%的輻射工作人員受照劑量小于1 mSv,接受劑量大于5 mSv的人數(shù)占比不到1%,輻射工作人員受照劑量處于較低的水平。

2 世界同行壓水堆機(jī)組年度集體劑量

2017—2019年,全球主要核電國(guó)家的不同堆型機(jī)組的年度平均劑量列于表5。

從表5可以看出,2017—2019年,全球幾個(gè)主要核電國(guó)家的單機(jī)組年度平均劑量基本高于300人·mSv。受堆型設(shè)計(jì)影響,不同堆型機(jī)組的集體劑量差異較大,從全球范圍看,由于技術(shù)路線不同,沸水堆和重水堆機(jī)組的集體劑量要明顯高于壓水堆機(jī)組。因此,在不同堆型之間,將集體劑量作為評(píng)價(jià)其輻射防護(hù)管理績(jī)效的唯一指標(biāo)是不恰當(dāng)?shù)?。另?2018年三門(mén)核電AP1000機(jī)組裝料,2019年開(kāi)始陸續(xù)開(kāi)展換料大修,盡管AP1000機(jī)組采用三代核電技術(shù),大修期間輻射控制區(qū)內(nèi)檢修工作量較二代加機(jī)組少,但是從表1可以看出,在進(jìn)行了換料大修的年份,其集體劑量也達(dá)不到 WANO先進(jìn)值。將進(jìn)行了換料大修年份的集體劑量與沒(méi)有進(jìn)行換料大修年份的集體劑量比較也是不恰當(dāng)?shù)摹?/p>

3 核電站運(yùn)行輻射防護(hù)的主要任務(wù)

首先,核電站運(yùn)行過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生裂變產(chǎn)物和活化產(chǎn)物,這些裂變產(chǎn)物和活化產(chǎn)物就是對(duì)工作人員產(chǎn)生輻射照射的來(lái)源,在國(guó)際和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中,有明確的關(guān)于工作人員接受輻射照射劑量限值的規(guī)定。因此,貫徹輻射防護(hù)最優(yōu)化原則,控制工作人員接受輻射照射的大小是非常重要的,這一點(diǎn)毋庸置疑。同樣,國(guó)際和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)也有關(guān)于放射性污染控制的明確的規(guī)定。放射性污染會(huì)對(duì)工作人員造成一定的輻射照射,同時(shí)對(duì)這些污染設(shè)備和場(chǎng)地的去污也會(huì)增加放射性廢物的產(chǎn)生量,因此放射性污染的控制也是非常重要的。第三方面,核電站的在役檢查、儀器儀表校驗(yàn)活動(dòng)要經(jīng)常使用各種活度的放射源,如果管理不善,發(fā)生放射源丟失等輻射事故是可能的。再者,由于運(yùn)行或檢修活動(dòng),會(huì)有很多頻次的放射性物品運(yùn)進(jìn)或運(yùn)出核電站廠區(qū),如果管理不善,會(huì)造成放射性物品未經(jīng)許可的運(yùn)輸或廠區(qū)內(nèi)外的污染,這是典型的違法行為,甚至?xí)鸱杉m紛,或影響周圍公眾對(duì)核電的可接受度。因此做好放射源和各種放射性物品的管控同樣是非常重要的。

WANO定期組織專家評(píng)估隊(duì)對(duì)核電廠的安全運(yùn)營(yíng)業(yè)績(jī)進(jìn)行同行評(píng)估,評(píng)估依據(jù)的準(zhǔn)則和標(biāo)準(zhǔn)是《WANO業(yè)績(jī)目標(biāo)與準(zhǔn)則》。輻射防護(hù)領(lǐng)域的評(píng)估準(zhǔn)則分為兩個(gè)方面,RP.1是關(guān)于輻射防護(hù)人員的基本能力的要求,RP.2是關(guān)于輻射防護(hù)實(shí)施的準(zhǔn)則和要求,包括輻射劑量控制、放射性污染控制和放射性物品控制三個(gè)維度的業(yè)績(jī)準(zhǔn)則和要求[4]。這也從另一個(gè)側(cè)面說(shuō)明了核電廠運(yùn)行輻射防護(hù)的主要任務(wù)。

從以上分析可以得出,核電站運(yùn)行輻射防護(hù)的主要任務(wù)應(yīng)包括以下三個(gè)方面:輻射劑量控制、放射性污染控制和放射性物品的管控。

4 結(jié)論和建議

從中國(guó)核電各運(yùn)行電廠職業(yè)照射的數(shù)據(jù)來(lái)看,雖然年度集體劑量達(dá)不到WANO先進(jìn)值,但是輻射工作人員的個(gè)人受照劑量很低,絕大多數(shù)輻射工作人員的個(gè)人受照劑量遠(yuǎn)低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的年劑量限值,工作人員的輻射安全是有保障的。在這一前提下,把集體劑量絕對(duì)值的大小簡(jiǎn)單等效于電廠輻射防護(hù)業(yè)績(jī)的優(yōu)劣顯然是不恰當(dāng)?shù)?甚至是錯(cuò)誤的。應(yīng)考慮當(dāng)年內(nèi)是否進(jìn)行了換料大修、換料大修的時(shí)間長(zhǎng)短,而不能把機(jī)組的年度集體劑量與WANO先進(jìn)值簡(jiǎn)單地進(jìn)行絕對(duì)值比較。在技術(shù)背景相近的情況下,集體劑量的比較才有意義。在實(shí)際工作中,有的電廠甚至制定了不切實(shí)際的目標(biāo),如要在幾年內(nèi)機(jī)組年度集體劑量達(dá)到WANO先進(jìn)值甚至要進(jìn)入WANO前十分之一值,而實(shí)際上,從國(guó)際同行的數(shù)據(jù)來(lái)看,只要當(dāng)年內(nèi)進(jìn)行了換料大修,機(jī)組的年度集體劑量基本不可能進(jìn)入當(dāng)年的WANO先進(jìn)值之列。為了有效降低年度集體劑量,窮盡了目前所有可行的辦法,如進(jìn)行主系統(tǒng)的整體化學(xué)去污,由于大修期間的放射性檢修作業(yè)并沒(méi)有減少,集體劑量的降低效果是非常有限的。如此而為,除給核電廠的各級(jí)管理層過(guò)度增加輻射防護(hù)管理的壓力外,對(duì)現(xiàn)場(chǎng)檢修工作的質(zhì)量也會(huì)有潛在影響,進(jìn)行大范圍全系統(tǒng)的去污也會(huì)大大增加放射性廢物的產(chǎn)生量。因此,在保證個(gè)人劑量足夠低的前提下,無(wú)限制地追求集體劑量的降低,是沒(méi)有必要的,甚至是一種錯(cuò)誤的管理導(dǎo)向。

從業(yè)界的實(shí)踐來(lái)看,核電站運(yùn)行輻射防護(hù)的任務(wù)不僅僅是輻射劑量控制,做好放射性污染控制和放射性物品的管控同樣也非常重要。在輻射劑量控制方面,首先要做好個(gè)人劑量的控制,確保大部分輻射工作人員的個(gè)人受照劑量顯著低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的限值,同時(shí)要防止在輻射工作人員中造成受照劑量較大的不均勻,要做好最大個(gè)人劑量控制,要限制接受較高輻射照射人員的比例。在放射性污染控制方面,要做好輻射控制區(qū)內(nèi)的污染監(jiān)測(cè),發(fā)現(xiàn)污染及時(shí)去污,維持清潔電廠的管理理念;再者需要做好輻射控制區(qū)邊界的管控,防止放射性污染擴(kuò)散到輻射控制區(qū)以外。在放射性物品的管控方面,要把做好放射源和放射性物品的管控提高到遵守國(guó)家法律的高度上來(lái),要做好放射源和放射性物品的使用、運(yùn)輸和保存等各環(huán)節(jié)的管控,堅(jiān)決杜絕放射源丟失事故的發(fā)生和放射性物品的非受控的轉(zhuǎn)移或運(yùn)輸,確保放射源和放射性物品時(shí)刻處于受控狀態(tài)。

綜上,雖然集體劑量是衡量核電站輻射防護(hù)管理業(yè)績(jī)的一個(gè)重要指標(biāo),但是不能把其作為一個(gè)唯一的指標(biāo),做好個(gè)人劑量的控制更為重要。在進(jìn)行集體劑量這一指標(biāo)比較時(shí),不能簡(jiǎn)單地比較絕對(duì)值的大小,技術(shù)背景差異不大的情況下,集體劑量絕對(duì)數(shù)值的大小才有意義。與輻射劑量控制一樣,放射性污染控制和放射性物品的管控也是核電站輻射防護(hù)管理中不可偏廢的兩個(gè)重要方面,應(yīng)與輻射劑量控制置于同等重要的位置。