田灣核電站2004-2022年環境γ輻射劑量率連續監測分析

郭英來，吳春元，王 虎，陳云峰，劉晗晗，惠苗苗

（中核集團江蘇核電有限公司，連云港 222042）

由于核電廠運行過程中氣態流出物排放及反應堆廠房的γ貫穿輻射會導致環境γ劑量率上升，國家標準［1］要求核電廠運行期間開展環境γ輻射水平的調查范圍的半徑一般取20 km。環境γ輻射水平測量通常采用環境γ輻射劑量率連續監測、環境γ輻射劑量率瞬時監測以及環境γ輻射劑量率累積劑量監測［2］。田灣核電站建設了環境γ輻射劑量率連續自動監測站點［3］用于監測電站周邊環境γ輻射水平，根據監測數據趨勢判斷電站運行對于周邊環境γ輻射水平的影響。

田灣核電站1、2 號機組于2007 年投入商業運行，3、4 號機組分別于2017 年和2018 年投入運行，5、6號機組分別于2019年和2020年投入運行。

1 設備與方法

1.1 環境γ輻射劑量率連續監測站點

田灣核電站1、2 號機組投產時建有10 個環境γ輻射劑量率連續監測站，3、4 號機組投產時新建了3 個，5、6 號機組投產時新建了1 個，全電站共有14 個監測站，其中廠區內8 個，廠區外6 個。田灣核電站14 個環境γ輻射劑量率連續監測站的距離與方位見表1。

表1 田灣核電站環境γ輻射劑量率連續監測站Table 1 TNPS environment γ radiation dose rate continuous monitoring station

1.2 環境γ輻射連續測量設備

田灣核電站1、2 號機組投產時環境γ輻射連續測量采用芬蘭RADOS 公司生產的RD-02探頭，該探頭為雙GM 管結構，量程范圍為10 nGy/h～40 mGy/h。2015 年田灣核電站將環境γ輻射連續測量設備更新為美國通用電氣（GE）公司生產的RSDetection 高壓電離室，量程范圍為1 nGy/h～1 Gy/h。

1.3 數據統計方法

無論是GM 管，還是高壓電離室均可獲得10 分鐘精度的環境γ輻射劑量率［4］，本文統計了各站點2004 年至2022 年環境γ輻射劑量率月度和年度均值。通過比對機組運行前后環境γ輻射劑量率連續測量結果，分析電站運行對于環境γ輻射水平的影響。

2 結果

2.1 環境γ輻射連續測量結果

根據田灣核電站歷年環境監測數據結果，分別統計了田灣核電站環境γ輻射劑量率連續監測站點2004 年至2006 年機組運行前，2007年至2016 年1、2 號機組運行期間以及2017 年至2022 年3～6 號機組逐步投運后環境γ輻射劑量率連續測量年度均值，具體見表2。

表2 田灣核電站環境γ輻射劑量率連續測量年度均值Table 2 TNPS annual average of environmental γ radiation dose rate continuous measurement

由表2 可以看出，從時間上看，田灣核電站1、2 號機組運行期與運行前相比，環境γ輻射劑量率連續測量年度均值之比在94.8%～139.2%之間；田灣核電站3～6 號機組投運后與1、2 號機組運行期相比，環境γ輻射劑量率連續測量年度均值之比在96.0%～116.8%之間。田灣核電站3～6 號機組投運后與機組運行前的本底相比，環境γ輻射劑量率連續測量年度均值之比在94.6%～147.7%之間。各點位年度間環境γ輻射劑量率連續測量均值波動基本上在10%以內。

2.2 環境對環境γ輻射連續測量結果影響

UNSCEAR 報告［5］指出，天然本底輻射主要來自宇宙輻射和陸地輻射。宇宙輻射來自銀河系輻射、太陽系輻射和地球輻射帶（范艾倫輻射帶），陸地輻射來自陸地表層土壤中天然放射性核素，如鈾系、釷系和40K。世界各地隨經緯度、地表環境及氣象有所差別，并在一定范圍內波動［6］。田灣核電站歷年環境監測結果表明，田灣核電站環境γ輻射劑量率連續監測站點隨機組運行過程中，如有的站點經歷搬遷、地面類型改變、周邊建筑物變化或者設備更新點位微調等原因，導致環境γ輻射連續測量結果有所波動。田灣核電站部分站點環境變化前后各10個月的環境γ輻射劑量率連續監測結果見圖1。

圖1 環境變化對于環境γ輻射連續測量的影響Fig.1 The impact of environmental change on environmental γ radiation continuous measurement

4 號站點搬遷后地面環境由水泥石子地面變為原野地面，環境γ輻射劑量率整體下降；5號站點和13 號站點由原野地面逐步硬化為水泥地面，環境γ輻射劑量率整體上升；7 號站點由居民樓頂搬遷至附近的另一居民樓頂后，新站點環境γ劑量率高于原站點，環境γ輻射劑量率整體上升；9 號站點水泥地面進行了刷漆處理后，環境γ輻射劑量率整體下降。以上情況說明，環境γ輻射劑量率連續監測站點的環境變化對于環境γ輻射劑量率連續測量結果影響較大，波動超過20%。

對于環境γ輻射劑量率連續監測站點中環境變化不大的站點，以6 號站點為例，其自運行以來的月度均值見圖2。

圖2 6 號站點環境γ輻射連續測量月度均值Fig.2 The monthly average of the station No.6 γ radiation continuous measurement

由圖2 可以看出，6 號站點自運行以來環境γ輻射劑量率連續監測月度均值基本在0.08 μGy/h～0.09 μGy/h 之間波動，整體波動不大。在2015 年環境γ輻射劑量率連續監測設備更換為高氣壓電離室之后，其波動更小。

2.3 各站點機組運行前后差異分析

以2015 年環境γ輻射劑量率連續監測設備更新為高壓電離室作為時間節點，除了個別站點因數據較少未開展顯著性檢驗外，工作人員對其他站點在機組運行前，1、2 號機組運行期間和3～6 號機組投運后的環境γ輻射劑量率月度均值開展顯著性檢驗，顯著性檢驗結果見表3和表4。

表3 田灣核電機組運行前和1、2 號機組運行期間環境γ輻射劑量率顯著性檢驗Table 3 Significance test about environmental γ radiation dose rate before TNPS unit operation and during TNPS unit 1 and 2 operation

表4 田灣核電1、2 號機組運行期間和3～6 號機組投運后環境γ輻射劑量率顯著性檢驗Table 4 Significance test about environmental γ radiation dose rate during TNPS unit 1 and 2 operation and units 3～6 after operation

由表3 和表4 可以看出，多數田灣核電站環境γ輻射劑量率連續監測站點在機組運行前，1、2 號機組運行期間和3～6 號機組投運后環境γ輻射劑量率的差異不顯著；雖然個別站點顯著性檢驗結果差異顯著，但置信區間相距較近，其差異主要源于周邊環境發生了一些變化，特別是站點附近建筑物建設和地面的硬化導致站點環境γ輻射劑量率略有上升。同時，可以說明電站運行對于環境γ輻射水平的影響相對于環境的影響可以忽略不計。

3 討論

環境γ輻射劑量率長期波動主要受站點地面類型及周邊建筑物等環境因素的影響。當環境因素相對穩定時，環境γ輻射劑量率月度和年度均值總體變化不大。

本文通過對田灣核電站機組運行前及1、2 號機組運行期間、3～6 號機組投運后長時間尺度下的環境變化不大站點的環境γ輻射劑量率連續監測數據開展顯著性檢驗，發現各組數據之間未見顯著性的差異。田灣核電站機組正常運行期間氣態流出物排放及反應堆廠房的γ貫穿輻射對于環境γ輻射水平的影響可以忽略不計。