γ谱仪在核事故应急环境监测的应用

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1、V谱仪在核事故应急环境监测的应用【摘要】本文介绍了在核电厂事故应急状态下，事故早、中、后期的监测对象、范围及其特点，以及Y谱仪在不同阶段的应用。在事故早期的应急环境监测对象主要是放射性烟羽，利用便携式溴化镧Y谱仪快速的识别出放射性烟羽中放射性Y核素；在事故早、中、后期采集的环境样品，均能利用实验室高纯锗Y谱仪准确分析出样品中放射性Y核素的种类及其含量，可为判断事故发展趋势，评价辐射后果，判定受影响区域范围，为应急决策提供技术支持。【关键词】秦山核电基地；高纯锗Y能谱仪；溴化镧Y谱仪；应急环境监测0引言自1991年12月秦山核

2、电一期投入运行以来，秦山核电基地到目前已安全稳定近23年。为保证在事故情况下及时有效地采取应急响应行动，保护电厂、保护公众、保护环境，根据相关国家标准［1-4］，中核核电运行管理有限公司环境应急处（以下简称环应处）编写了《秦山核电厂/秦山第二核电厂/秦山第三核电厂场内应急计划》（以下简称场内应急计划），承担秦山基地统一应急准备、应急响应、应急环境监测。《核动力厂环境辐射防护规定》(GB6249-2011)中明确规定：环境应急监测是核动力厂事故应急计划的重要组成部福岛核事故后，国家核安全局编制的《福岛核事故后核电厂改进行动通用

3、技术要求》［5］中第7条主要内容之一：在事故工况下提供必要的辐射环境监测手段，为核电厂及其周边环境质量评价提供现场监测数据。2013年6月，国务院办公厅编制的《国家核应急预案》［6］，内容包含开展事故现场和周边环境放射性监测，开展事故工况诊断和释放源项分析，判断事故发展趋势，评价辐射后果，判定受影响区域范围，为应急决策提供技术支持。根据关键核素、关键途径、关键居民组的三关键原则中的关键核素，辐射环境监测中关注的放射性Y核素包含1311、1331、137Cs、134Cs、58Co、60Co、124Sb、54Mn、103Ru，1

4、06Ru、144Ce、llOmAg等，Y能谱法在分析Y核素具有很好的作用，能定性、定量分析同一种样品多种Y核素。本文将介绍Y谱仪在应急环境监测中的应用。1事故早、中、后期及Y谱仪特点事故早期应急环境监测对象主要是放射性烟羽，场址边界外的环境辐射水平可通过应急环境监测车巡测获得，巡测的重点是烟羽应急计划区的5km内区。事故早期巡测项目包含气溶胶、放射性碘样品的采集，放射性烟羽Y核素分辨测量。其中采集的空气样品交实验室分析，分析空气样品中Y核素活度浓度，空气中放射性碘同位素浓度，该两项分析采用高纯锗Y能谱仪；放射性烟羽Y核素分辨

5、采用固定在应急环境监测车上的溴化镧Y能谱仪实时测量。事故中期监测范围包括整个食入应急计划区，并可能拓展到半径50公里，主要对地面沉积外照射、吸入再悬浮核素内照射和食入被污染饮水的内照射等重要途径的监测。采集的样品包含气溶胶、沉降物及空气放射性碘同位素、陆地表层土样、饮用水（或井水）等，样品中1311、1331及其他Y核素比活度均采用高纯锗Y谱仪测量分析。事故后期重点是对食入危害途径的监测，至少半径50公里的区域，监测项目包括事故中期的项目、粮食作物、蔬菜、水果、其它农作物、与食物链有关的陆地和水生动物、奶及其制品，水体及其鹿

6、泥，样品中的Y核素比活度采用高纯锗Y能谱仪测量分析。便携式核素识别仪使用近年来出现的新型闪烁体探测器一一溴化镧探测器，具有分辨率高，且工作在室温条件，作为应急监测车载设备之一，非常适用于核应急状态下应急环境巡测过程中Y核素的识别。目前环应处使用的便携式V谱仪为0RTEC公司的DigiDart-LaBr3探测器，分辨率为3%o高纯锗Y能谱仪（HpGe）具有高分辨率、高效率、稳定性好等众多优点，实验室分析样品中Y核素活度主要采取该类型仪器，环应处目前使用HpGe仪器相对效率分别为50%和80%,分辨率均为1.9keVo便携式溴化

7、镧Y谱仪在应急环境监测中的应用在事故早期，将进行放射性烟羽Y核素分辨测量。溴化镧闪烁体探测器优点在于具有较高能量分辨率（3%@661.67keV）和极短的闪烁衰减时间。溴化镧探测器在-10°C〜50°C范围内探测器性能受到的影响不大，能量分辨率和峰总比变化都不大，不会影响探测器的使用。便携式溴化镧Y谱仪作为应急环境巡测车载设备之一，由于室外环境温度不可控，在使用前必须进行能量刻度，主要采用137Cs、60Co、152Eu等核素进行能量刻度。每月将定期开机运行仪器，利用放射源对谱仪进行能量刻度，测量放射源并查看仪器是否有能量漂

8、移。利用秦山核电环境应急车车载监测系统软件（筒称为车载监测系统）对溴化镧谱仪进行读谱工作，谱文件可利用车载监测系统上传至应急控制中心服务器。根据Y峰能量可准确分辨出放射性烟羽中的放射性Y核素，部分Y核素的主要能量见下表1。2高纯锗Y谱仪在应急环境监测中的应用2.1质量控制措施高纯锗Y谱仪作