摘要:應急監測計劃是核電廠應急計劃的重要支持性文件，是核電廠應急監測準備和響應的重要依據。本文從核電廠事故應急監測方案、監測方法、監測設施設備配置、應急監測響應、監測能力的保持、質量保證等關鍵問題進行分析研究，提出相關建議，為核電廠應急監測計劃的制訂提供參考。

　　關鍵詞:核電廠;應急監測;技術規范;應急監測計劃

　　福島核事故后，國際核能界開始重新評估核電廠廠址選擇應急條件、嚴重事故緩解和應急準備及響應工作和能力[1]。作為應急準備的重要內容，事故后應急監測能力的建設和保持已受到核電廠、政府有關部門的高度重視[2]。2012年6月國家核安全局發布了《福島核事故后核電廠改進行動通用技術要求(試行)》(以下簡稱“通用技術要求”)，作為福島事故后續改進行動的指導性文件，對應急監測能力保持和改進提出了要求;國內核電廠根據“通用技術要求”對應急監測開展改進行動，增加和完善了必要的應急監測設施設備[2]。

　　在應急監測的管理方面，“通用技術要求”并未提出改進行動。作為指導核電廠應急監測的綱領性文件，核電廠應急監測計劃應對應急監測的內容、響應程序、能力保持等進行規定，確保核電廠發生核事故時能夠有效地實施應急監測。2016年，《環境影響評價技術導則核電廠環境影響報告書的格式和內容》(HJ808—2016)發布，明確提出在核電廠環境影響報告書中應描述應急監測方案。然而，目前我國尚無應急監測計劃制定、應急監測能力建設的相關標準規范，在核事故應急時可能影響應急監測工作的開展[3]。目前我國核電和輻射應急監測技術均得到快速發展，福島事故后對應急監測的認識也得到了提高，建立核電廠應急監測技術規范的需求日趨迫切[3-4]。本文從核電廠應急監測方案、監測方法需求、監測設施設備配置需求、應急監測的響應等方面進行分析和研究，為核電廠應急監測技術規范的標準化提供參考。

　　1應急監測的內容與相關要求

　　核電廠事故應急監測，主要是針對應急輻射環境監測。核電廠應急監測方案，應明確監測目的、任務、范圍及內容等，需要根據核電廠事故的不同階段及其特點確定[5-6]。目前核電廠制定的應急監測計劃一般主要考慮早期監測，對于中后期的監測甚至沒有提出有關要求。在此情況下，需要明確不同事故場景和階段時應急監測的具體要求。

　　1.1事故早期應急監測

　　(1)監測目的和任務

　　事故早期應急監測的主要任務是盡可能多地獲得煙羽特性、外照射劑量率和空氣放射性及其主要放射性核素組成，用于對公眾吸入放射性物質的影響進行評估，并對評價計算模式的估算結果進行檢驗和校正[5]。核事故早期監測是核電廠應急監測需要重點考慮的內容。(2)監測范圍在事故早期，釋放源項還未確認得到控制，主要污染區域和關心區域主要位于煙羽應急計劃區內。因此，監測范圍主要在煙羽應急計劃區內。3)監測方案早期應急監測方案應至少包括監測項目、監測方法、監測周期和監測點位。根據目前監測技術發展現狀及核電廠應急監測設施的典型配置情況。

　　1)監測項目核電廠早期應急監測關注的煙羽特性主要是指煙羽的放射性濃度、核素組成和方向。放射性遷移方向和高度隨時間和空間的變化主要依靠航空監測確定，需要國家相關部門的支援。對核電廠來說，為獲得事故早期的煙羽特性，應進行地表γ輻射劑量率的監測和氣溶膠γ核素(主要是137Cs)的監測。為確定空氣中放射性核素組成，修正煙羽環境劑量率操作干預水平(IAEA955號技術報告定義為OIL1和OIL2)[7]，應進行氣溶膠γ核素(主要是137Cs)和131I等的測量[8]。此外，為及時判斷放射性物質沉降過程和影響，應對降水和沉降灰中的γ核素進行測量。累積劑量監測作為一種被動式監測手段，可以在事故后一段時間內監測累積劑量，對評估劑量率的平均水平具有一定的意義。應在事故早期布放累積劑量監測的熱釋光劑量計(TLD)。

　　2)監測方法γ輻射劑量率、氣溶膠γ核素和131I:事故早期主要使用固定式連續監測系統、車載和船載巡測的方法進行采樣或監測。通過固定式連續監測系統獲取事故早期場內各個方位γ輻射劑量率的變化以及采集固定監測點的氣體、氣溶膠樣品進行分析，并采用車載和船載巡測方法對關注點或區域的γ劑量率和煙羽進行監測。降水、沉降灰中γ核素:采用現場采樣、實驗室γ譜分析的方法。考慮到防護行動的要求，對氚、14C、90Sr等可能與防護行動沒有直接關系卻又耗時的項目，可暫不監測。TLD應根據實際需要進行布放或回收，在實驗室分析相應的劑量率水平，并可能與瞬時監測結果進行對比。

　　3)監測頻次空氣中γ劑量率:根據監測技術的發展和經驗，對固定點劑量率監測，在應急條件下應至少每分鐘獲得一個監測數據[9]。對車載監測和船載監測，獲取數據的時間間隔需要考慮行駛的速度。對車載巡測，根據《核設施環境監測車通用規范》(EJ/T981—2012)，監測車在常規路面行駛并監測時的最大車速不低于50km/h，如考慮每行駛1km獲得一個監測數據，則每分鐘獲取一個監測數據是比較合適的。對需要開展船載監測的，數據獲取率也應不低于每分鐘一個監測數據。

　　氣溶膠:為保證應急監測工作的開展，固定采樣點氣溶膠的采樣周期應至少為1天，在核事故時可根據實際情況進行調整。采樣流量大時可以適當縮短采樣時間，如監測設備允許，也可以增加采樣頻次。目前氣溶膠在線監測系統在國內外已經有應用，法國設計建設了針對氣溶膠在線監測的網絡(SARA網絡)[9]，如有需要，可建立相應監測網絡，根據實際調整監測頻次。對車載巡測氣溶膠γ核素和131I等的采樣周期需要根據煙羽的情況確定。TLD:在事故發生后立即進行布放，根據需要確定回收時間。回收時應布放新的TLD。降水:應在每次降水時，進行降水樣品的收集。沉降灰:考慮沉降灰的樣品需求量及事故早期可能是很短的一段時間，建議在事故早期至少采集1次樣品。由于核事故后情景的變化，監測周期和頻次可根據現場情況而定。

　　4)監測點位

　　固定式連續監測系統:目前核電廠均建有固定式連續監測系統，這些系統包括了劑量率的連續監測，在部分點位同步設置若干氣溶膠、碘、雨水、沉降灰等采樣裝置。根據“通用技術要求”，在設計系統時，需充分論證，綜合考慮人口分布、氣象、交通、電力、維護的便利性等方面。“通用技術要求”規定應保證核電廠周圍16個方位的陸域上各布設至少1個點，并且，對沿海核電廠應具備一定的海域方向監測能力。車載或船載巡測及采樣:車載和船載巡測γ輻射水平監測需要事先根據環境、交通、氣象等確定巡測路線，重點考慮煙羽下風向。氣溶膠、降水和沉降灰取樣點位于主導風向下風向及主要居民點。TLD:可考慮在事故后固定監測站點和煙羽應急計劃區內關鍵居民點進行布置。

　　5)探測限考慮核事故早期應急防護行動的緊迫性，對采樣監測的項目，不應追求過低的探測限以避免影響應急防護行動決策。對典型的γ核素分析，以137Cs和131I為例。考慮操作干預水平OIL1和OIL2的默認值為1mSv/h和0.1mSv/h，根據其劑量率轉換因子分別為0.0468(mSv/h)/(kBq/m3)和0.35(mSv/h)/(kBq/m3)[7]，保守假定其對劑量率的貢獻僅分別為1%和10%，則可以估算137Cs和131I相應的活度濃度水平達214Bq/m3和286Bq/m3。在應急監測的氣溶膠和碘樣品測量中，假定采樣體積為1000m3和100m3，典型測量條件下(相對效率為40%的高純鍺γ譜儀進行測量，測量時間1h)對137Cs和131I探測限水平均在1mBq/m3量級。該值遠低于根據OIL1和OIL2估算的相應濃度值。因此，從核事故早期應急防護行動決策的需求出發，對主要的γ核素的探測限水平，1Bq/m3的要求都是易于實現的。對于沉降灰和降水，應根據所采集的樣品量確定探測限。

　　1.2事故中期應急監測

　　(1)監測目的和任務事故中期應急監測能夠有效地對計算模式進行檢驗，對事故后果評估提供數據支持，并根據監測結果來評價早期防護決策，為確定和改進防護措施提供依據[5]。事故進入中期以后，煙羽已經消失和沉降，應關注:a)對于早期可能已經開始的地面劑量率以及污染水平巡測，應給出地面沉積數據，以便為地面沉積操作干預水平(OIL4)、地面沉積131I濃度操作干預水平(OIL6)、地面沉積137Cs濃度操作干預水平(OIL7)的再計算提供數據支持[7];b)開展食物鏈的取樣和監測，主要是確定奶、水和農作物中的污染。進入事故中期后，場外應急監測力量應介入進來。此時，核電廠應急監測的周期、分析內容需要根據事故發展評估、核電廠事故應急監測能力配置、場內外應急監測分工情況進行適當的調整。

　　1.3事故后期應急監測

　　(1)監測目的和任務事故后期應急監測的主要目的和任務是:為恢復行動的決策提供支持，為殘存污染物的長期照射預測提供依據[5]。(2)監測范圍事故后期的監測范圍應至少擴展到食入應急計劃區內，必要時應在可能受到影響的食入應急計劃區外開展監測。事故后期，可能以場外應急監測為主，需要協調場內、場外及其他監測力量，合理約定核電廠的監測范圍。核電廠的監測范圍應主要關注廠區及邊界，并依托現有環境監測設施配置及相應的監測能力和水平開展監測。(3)推薦方案進入事故后期，為滿足可能的場地修復等需求，應急監測可能作為一項類似常規監測的任務長期執行下去。在核電廠仍有條件開展應急監測時，其后期監測方案應與中期相銜接。

　　2需要關注的其他問題

　　2.1應急監測計劃考慮的堆型

　　應急計劃的制定需要考慮適用的堆型。參考我國核安全法規《核電廠核事故應急管理條例》的規定，可能引起放射性物質釋放、造成重大輻射后果的核電廠事故，核電廠需要制訂場內應急計劃，做好核事故的應急準備工作。應急監測計劃是應急準備工作的內容之一，因此對于需要制定應急計劃的核電廠，均應制訂應急監測計劃。需要注意，目前小型模塊化反應堆(SMR)在國內外核能界受到越來越多的重視。相比大堆，SMR的應急計劃可以簡化，甚至取消場外應急，這意味著即使發生核事故，對周圍公眾的健康和安全都沒有影響。在此情況下，核電廠的應急監測計劃也可以考慮簡化或者取消。對于需要制定應急監測計劃的，需要考慮具體的事故場景、放射性物質釋放的途徑以及SMR所在地的環境特征確定。

　　2.2應急監測的方法及探測限的要求

　　核電廠在運行階段應該建立與應急監測要求相匹配的監測能力，配備相應的監測人員、設備，建立相應的方法和質量保證體系。考慮應急監測的特殊性，必要時，核電廠應具備開展快速分析的能力或有比較靈活的外部支援力量參與。針對核事故的不同階段以及不同的事故場景對應急監測的要求，核電廠應急監測應重點考慮事故早期和中期的監測。尤其在事故早期，由于存在潛在的高放射性危險，應重點考慮定性鑒別放射性核素，在中期已能定性鑒別核素及分布后，應盡快提供數據用于判斷環境可能受到的污染水平及公眾可能受到的輻射影響。對于有定性分析需求的，可以考慮縮短樣品分析時間、優化分析方法;對于對分析結果需要準確定量的，則需要通過延長分析時間、增大樣品體積等來降低探測限。

　　2.3監測設備設施

　　(1)固定式連續監測系統系統包括自動監測中央站和連續監測站。自動監測中央站的功能是:用于連續采集、處理和記錄氣象和大氣γ輻射劑量率數據，同時接收和處理γ輻射劑量率連續監測站和氣象站的故障報警和閾值報警信號，并將處理后的數據發送到核電廠主控制室和應急控制中心。“通用技術要求”對自動監測中央站的數據傳輸能力提出:在失去外部電源的情況下，自動監測中央站應能保證較長時間(≥72小時)內的數據傳輸。對環境輻射水平連續監測站，應考慮站點分布。“通用技術要求”提出:核電廠監測站點應考慮與監督性監測站點互補的原則，保證核電廠周圍16個方位的陸域原則上都布設至少1個自動監測站房。在核電廠煙羽應急計劃區內，核電廠各堆址主導風向的下風向、居民密集區應適當增加布點，沿海核電廠應具備海域船載巡測能力。

　　2.4核電廠應急監測響應

　　(1)組織與人員核電廠應急響應組織應該一天24小時都有能協調和實施應急監測的工作人員，并至少配備2個應急輻射監測組，還應配備1個實驗室樣品分析組執行樣品的分析測量。每個應急輻射監測組應至少包括兩人，包括一名監測人員和一名駕駛人員[13]。實驗室樣品分析組應至少有5名以上樣品分析人員，應根據核電廠的應急監測方案適當增加樣品分析人員，以保障樣品分析任務的順利執行[13]。

　　(2)程序和技術支持文件核電廠應建立應急輻射監測響應程序，包括待命、出發準備、現場監測取樣和樣品處理步驟，并提出建立相應程序的要求。對技術文件，核電廠應建立關于“煙羽測量”、“地面沉積量測量”、“TLD測量”、“表面污染測量”、“樣品采集”等技術支持文件，以指導應急監測的實施。

　　3結論與建議

　　根據核事故發展階段，提出了應急監測不同階段的監測要求，明確了各階段應急監測的目的、任務、范圍和參考監測方案，分析了不同堆型核電廠對應的應急監測的需求。基于現有核電廠典型配置及事故應急的經驗，提出核電廠應急監測計劃制訂時需要關注的問題，包括分析了應急監測方法及探測限的要求、應急監測設備配置、應急監測響應程序和能力保持的要求等。有鑒于目前對應急監測管理和技術方面研究較少，建議進一步開展研究，完善核電廠應急監測管理體系和能力配置。

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