福島核事故后我國核應(yīng)急技術(shù)與裝備研發(fā)并進

我國核能正處于全面發(fā)展的戰(zhàn)略時期，核設(shè)施和核活動數(shù)量大幅增加，加強核應(yīng)急工作，特別是加強核應(yīng)急技術(shù)與裝備的研發(fā)、配置是確保核安全的重要內(nèi)容。福島核事故等自然災(zāi)害導(dǎo)致的核應(yīng)急表明，核應(yīng)急技術(shù)與裝備對與核應(yīng)急工作至關(guān)重要。

福島核事故經(jīng)驗及啟示

2011年福島核事故在國際領(lǐng)域造成了嚴(yán)重影響，這起事故的教訓(xùn)主要涉及外部災(zāi)害、嚴(yán)重事故管理和應(yīng)急準(zhǔn)備的針對性，我國也從中獲得了寶貴的經(jīng)驗反饋。

核設(shè)施營運單位應(yīng)針對極端自然災(zāi)害開展應(yīng)急準(zhǔn)備。應(yīng)急預(yù)案（或應(yīng)急計劃）應(yīng)充分考慮極端外部自然災(zāi)害的縱深防御，應(yīng)考慮極端自然災(zāi)害及多種災(zāi)害疊加狀況下應(yīng)對多機組共因故障的核應(yīng)急能力；應(yīng)改進安全系統(tǒng)和應(yīng)急設(shè)備的可靠性；應(yīng)急響應(yīng)中心應(yīng)具有抵御外部災(zāi)害和相應(yīng)防護的能力，能獲取安全相關(guān)參數(shù)并具有相應(yīng)的通信能力；應(yīng)有應(yīng)對多機組事故的足夠資源，包括人員、設(shè)備、物資和外部支持，并改進應(yīng)對嚴(yán)重事故的訓(xùn)練；建立有效的場內(nèi)輻射防護體系，以應(yīng)對嚴(yán)重事故工況。

需要加強國家級和集團級的應(yīng)急支援能力。嚴(yán)重事故情況下，核設(shè)施營運單位的應(yīng)急機構(gòu)可能無法獨立完成應(yīng)急響應(yīng)任務(wù)，這就需要統(tǒng)籌國家級和集團級的應(yīng)急力量。因此，應(yīng)提升國家和集團層次的資源整合能力及技術(shù)支持機構(gòu)的支持能力，并在核事故緩解和輻射后果管理方面建立國家層次的核應(yīng)急響應(yīng)能力。

提升核應(yīng)急技術(shù)能力。福島核事故應(yīng)急響應(yīng)經(jīng)驗表明，核應(yīng)急評價集成系統(tǒng)、多重應(yīng)急監(jiān)測方式、強輻射場機器人、大數(shù)據(jù)獲取與分析等技術(shù)是核設(shè)施嚴(yán)重事故應(yīng)急響應(yīng)過程中必須具備的能力。

信息發(fā)布和公眾溝通是核應(yīng)急響應(yīng)的重要組成部分。公眾防護措施應(yīng)通過統(tǒng)一的信息渠道及時、準(zhǔn)確地傳達給公眾。福島核事故也突出了輻射防護知識的重要性，應(yīng)研究培訓(xùn)、教育和溝通方式，使公眾正確了解輻射照射和核事故是十分重要的。在平時應(yīng)采取切實的措施使公眾理解輻射及其影響，并與媒體建立良好的溝通。

我國核應(yīng)急技術(shù)與裝備研發(fā)現(xiàn)狀

1.我國核應(yīng)急基礎(chǔ)技術(shù)的發(fā)展

我國從上世紀(jì)80年代后期，在國際經(jīng)驗的基礎(chǔ)上逐步建立了法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)體系，并首先在核電廠得到應(yīng)用，并逐步拓展到其他核設(shè)施。在福島核事故后，我國完善了應(yīng)急計劃區(qū)劃分、應(yīng)急行動水平、操作干預(yù)水平制定等的方法，建立了相關(guān)技術(shù)和軟件，并在核電廠得到廣泛應(yīng)用。

應(yīng)急計劃區(qū)計劃方法。確定應(yīng)急計劃區(qū)，首先應(yīng)考慮核設(shè)施類型及其危險大小，如核電廠功率，分析時應(yīng)考慮設(shè)計基準(zhǔn)事故和嚴(yán)重事故，以使在所確定的應(yīng)急計劃區(qū)所進行的應(yīng)急準(zhǔn)備能應(yīng)對嚴(yán)重程度不同的事故后果。同時，還應(yīng)考慮核設(shè)施周圍的具體環(huán)境特征（如地形、行政區(qū)劃邊界、人口分布、交通和通信）、社會經(jīng)濟狀況和公眾心理等因素。為此，應(yīng)急計劃區(qū)可以依據(jù)場址特征和周圍行政管轄情況等決定實際的形狀，使劃定的應(yīng)急計劃區(qū)實際邊界符合當(dāng)?shù)氐膶嶋H情況，便于進行應(yīng)急準(zhǔn)備和應(yīng)急響應(yīng)。

核電廠應(yīng)急行動水平（EAL）研究。應(yīng)急行動水平是核事故時進入應(yīng)急狀態(tài)的主要依據(jù)。我國以美國核管會（USNRC）的應(yīng)急行動水平制定方法學(xué)為基礎(chǔ)，同時參考IAEA的事故評價程序及其他相關(guān)技術(shù)文件，結(jié)合我國壓水堆核電廠廠址特點在EAL制定和應(yīng)用中取得了一定的經(jīng)驗成果。同時，我國參考壓水堆核電廠的經(jīng)驗，建立了重水堆核電廠的應(yīng)急行動水平。

操作干預(yù)水平（OIL）制定和軟件開發(fā)。核電廠操作干預(yù)水平的計算值需要結(jié)合嚴(yán)重事故源項、廠址典型的氣象條件、房屋的屏蔽因子和人員年居留因子等確定。由于缺省的OIL值都是基于假想事故和氣象等環(huán)境條件計算得到的，在實際事故發(fā)生時，需要根據(jù)實際環(huán)境監(jiān)測結(jié)果進行相應(yīng)的修正。核電廠操作干預(yù)水平軟件系統(tǒng)是一個為了實現(xiàn)當(dāng)核電廠發(fā)生事故時，根據(jù)當(dāng)時的氣象條件、釋放源項進行操作干預(yù)水平計算，以及根據(jù)環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)進行操作干預(yù)水平計算；同時，也可應(yīng)用于核電廠平時的演習(xí)和培訓(xùn)。

2.核事故應(yīng)急評價系統(tǒng)

我國在核事故應(yīng)急評價與決策支持系統(tǒng)的開發(fā)方面已有20多年的歷史，系統(tǒng)的發(fā)展與信息技術(shù)、計算能力和輻射防護領(lǐng)域相關(guān)技術(shù)同步發(fā)展。

核事故應(yīng)急評價與決策支持系統(tǒng)具備從事故工況診斷、釋放源項、風(fēng)場和擴散模擬、輻射劑量計算、食物鏈分析、防護對策分析等技術(shù)研究能力，并且在國內(nèi)核電廠、研究堆和核燃料循環(huán)設(shè)施等十多個場址具有實際應(yīng)用經(jīng)驗，系統(tǒng)在國家核應(yīng)急演習(xí)時得到應(yīng)用。

2015年中國輻射防護研究院完成了鈾濃縮設(shè)施核應(yīng)急評價系統(tǒng)的開發(fā)，實現(xiàn)了核臨界事故和UF6泄漏事故的實時評價。該系統(tǒng)在國內(nèi)首次采用了化學(xué)模型、重氣模型，進行UF6泄漏事故應(yīng)急評價。該系統(tǒng)針對實時評價模式、交互評價模式和演習(xí)模式等三種評價模式實現(xiàn)了評價結(jié)果WebGIS展示、歷史評價結(jié)果查詢、系統(tǒng)管理等功能。

3.車載、船載和機載核應(yīng)急監(jiān)測集成系統(tǒng)

快速獲得事故輻射監(jiān)測數(shù)據(jù)是事故早期的需求，也是做出科學(xué)應(yīng)急決策的前提和基礎(chǔ)。我國核工業(yè)有關(guān)科研院所開發(fā)了車載和船載核應(yīng)急監(jiān)測集成系統(tǒng)，包括核應(yīng)急巡測車、車載或船載放射性實驗室等。

在嚴(yán)重核事故情況下，核應(yīng)急巡測車可沿公路線通過快速巡測獲得輻射監(jiān)測數(shù)據(jù)。核應(yīng)急輻射巡測車系統(tǒng)能夠機動、有效地采集、存儲、分析、處理和發(fā)布來自不同區(qū)域的輻射信息，并在系統(tǒng)中進行直觀展示。核應(yīng)急巡測車可通過大體積NaI探測器，結(jié)合定位系統(tǒng)和無線數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)，在發(fā)生突發(fā)核與輻射事件時，可實時將現(xiàn)場的劑量水平、核素信息、位置等信息迅速發(fā)送到應(yīng)急指揮部。同時，核應(yīng)急巡測車也可搭載環(huán)境輻射巡測儀、就地γ譜儀、取樣器等，擴展應(yīng)急監(jiān)測功能。

放射性移動實驗室是伴隨著核事故現(xiàn)場樣品的測量分析和巡測技術(shù)發(fā)展起來的。移動實驗室可對核事故中采集的樣品進行現(xiàn)場分析，也可對核事故現(xiàn)場的環(huán)境進行直接監(jiān)測，迅速掌握現(xiàn)場的輻射水平和污染分布。移動實驗室可集成γ劑量率在線監(jiān)測儀系統(tǒng)、氣溶膠在線測量系統(tǒng)、車載氣象測量儀以及取樣和防護用具。

核工業(yè)系統(tǒng)建立了用于航空應(yīng)急監(jiān)測的NaI(Tl)譜儀系統(tǒng)和HPGe譜儀系統(tǒng)，并建立了相應(yīng)的實時數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，具備了較為快速的核應(yīng)急航空監(jiān)測響應(yīng)能力，以及相應(yīng)的系統(tǒng)校準(zhǔn)能力。

4.核應(yīng)急防護技術(shù)研究與設(shè)備開發(fā)

在外照射劑量監(jiān)測與管理方面，基于通信技術(shù)的進步，開展了可遠(yuǎn)距離實時監(jiān)控的應(yīng)急外照射劑量監(jiān)測系統(tǒng)。

在內(nèi)照射監(jiān)測方面，基于移動式全身計數(shù)器，開發(fā)了包含甲狀腺計數(shù)器和全身計數(shù)器的內(nèi)照射應(yīng)急活體監(jiān)測系統(tǒng)，并具有相應(yīng)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，可為核與輻射事故后公眾和工作人員的快速內(nèi)照射活體監(jiān)測與劑量估算提供能力。

應(yīng)急人員劑量評價與劑量重建技術(shù)，分析應(yīng)急人員受照途徑、防護措施以及影響應(yīng)急人員受照的因素，建立應(yīng)急人員劑量快速預(yù)估模型，利用劑量預(yù)測與劑量重建系統(tǒng)進行事故后劑量評估。

核事故生物劑量及救治技術(shù)方面，在一定劑量范圍內(nèi)多指標(biāo)多手段聯(lián)合生物劑量分析系統(tǒng)可分別建立并修正基因作為輻射敏感指標(biāo)的劑量效應(yīng)與時間效應(yīng)關(guān)系曲線。近年來，建立了β射線皮膚損傷救治技術(shù)，開發(fā)了一些放射損傷防護劑和超鈾核素促排藥物。

核應(yīng)急現(xiàn)場去污技術(shù)與裝置研發(fā)等方面，開發(fā)了適用于廠房內(nèi)、環(huán)境、設(shè)備、人員等的專用去污或洗消設(shè)備。

5.核應(yīng)急機器人的開發(fā)

在強輻射場機器人開發(fā)領(lǐng)域，中輻院、原子能院先后開發(fā)了多種型號機器人。中輻院開發(fā)了用于不同輻射場的兩類機器人。QFS-100型機器人是適用于強輻射場的輪式遙控機器人，可以在放射性污染和輻射水平不可預(yù)估或較高的強輻射條件，代替人員進行現(xiàn)場場景探查、輻射水平測量、取樣、輕小物品抓取等應(yīng)急作業(yè)。機器人內(nèi)部關(guān)鍵部件采取了抗輻射處理，并經(jīng)過了嚴(yán)格的耐輻射性能測試。機器人配備了耐輻射攝像機和γ劑量率測量裝置，根據(jù)需要還可以搭載其他類型的輻射測量裝置，可以通過無線和有線模式進行控制。

原子能院研發(fā)的BHBot401（基本型）機器人在核事故應(yīng)急中除代替人員進行近距離的信息獲取、物品抓取轉(zhuǎn)移等基本作業(yè)外，通過末端執(zhí)行機構(gòu)的靈活選擇，配合專業(yè)設(shè)備，機器人也具有氣體、液體取樣等功能。搭載核輻射探測裝置，能夠提供核輻射的劑量強度、核素種類、沾染區(qū)域等信息。

我國核應(yīng)急技術(shù)經(jīng)過近30年的發(fā)展，形成了比較完善的核應(yīng)急技術(shù)體系。在福島核事故后，我國充分借鑒國際經(jīng)驗，通過進一步加強核應(yīng)急能力建設(shè)完善了核應(yīng)急能力。隨著我國核能快速發(fā)展，我國還需要加強核應(yīng)急技術(shù)基礎(chǔ)研究、應(yīng)急評價系統(tǒng)集成與驗證、應(yīng)急信息管理、防護技術(shù)研究及專用機器人開發(fā)，在方法學(xué)研究、系統(tǒng)集成、實驗驗證等方面的核應(yīng)急科研能力達到國際先進水平。同時，也需要加強專業(yè)訓(xùn)練，提升核應(yīng)急人員能力，提高演習(xí)的有效性，建立與核能發(fā)展規(guī)模相適應(yīng)的核應(yīng)急體系，保障核事業(yè)可持續(xù)發(fā)展。（作者系中核集團安全環(huán)保部張金濤；中國輻射防護研究院張建崗）