一、核電產(chǎn)業(yè)方面的計(jì)量需求

我國(guó)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速發(fā)展對(duì)于能源的需求不斷增加，核電作為一種清潔、高效的能源正是緩解能源緊張局面的有效途徑之一，因此,我國(guó)近年來(lái)加大了核電的發(fā)展力度和建設(shè)速度。目前,我國(guó)運(yùn)行和在建的核電站已經(jīng)有9個(gè):秦山核電站、大亞灣核電站、田灣核電站、嶺澳核電站、陽(yáng)江核電站、三門(mén)核電站、寧德核電站、海陽(yáng)核電站以及紅沿河核電站。新的核電站還在不斷規(guī)劃中，并計(jì)劃到2020年核電在電力總裝機(jī)容量中的比例將達(dá)4%以上，比目前裝機(jī)容量多7～8倍。

核電產(chǎn)業(yè)中*重要的部分即為核電站反應(yīng)堆，因此，核電站從廠址選擇、建造、調(diào)試、運(yùn)行到退役等主要階段都離不開(kāi)放射性測(cè)量。核電站所使用的計(jì)量器具覆蓋了我國(guó)1987年頒布的《依法管理的計(jì)量器具目錄》中的12個(gè)類別的大部分項(xiàng)目，其中所列入的電離輻射計(jì)量器具項(xiàng)目，除了醫(yī)療部門(mén)專用的幾個(gè)項(xiàng)目，其他各種標(biāo)準(zhǔn)裝置和儀表在核電站都有應(yīng)用。

由于核電站運(yùn)行期間產(chǎn)生的放射性物質(zhì)包括各種長(zhǎng)短壽命的裂變核素，如果這些核素被載帶排出，將形成氣溶膠狀態(tài)、液態(tài)或固態(tài)的放射性排出物，因此必須對(duì)反應(yīng)堆的排出物以及周邊環(huán)境進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè)，以便監(jiān)控反應(yīng)堆運(yùn)行狀態(tài)并及時(shí)有效控制放射性排出物的量。測(cè)量對(duì)象有氣態(tài)、液態(tài)或固態(tài)等各種狀態(tài)下多種核素的活度測(cè)量。核電站調(diào)試、運(yùn)行以及檢修、退役過(guò)程中各種操作均會(huì)涉及輻射，必須保證對(duì)工作環(huán)境和工作人員健康的影響降到*低，因此，在輻射現(xiàn)場(chǎng)需要監(jiān)測(cè)場(chǎng)所環(huán)境和人員輻射劑量，測(cè)量對(duì)象為場(chǎng)所放射性和工作人員個(gè)人劑量的測(cè)量。對(duì)反應(yīng)堆功率進(jìn)行測(cè)量和控制，從而必須監(jiān)測(cè)中子注量，需要對(duì)能夠反映反應(yīng)堆運(yùn)行情況的中子進(jìn)行監(jiān)測(cè)與控制，以保證核電站安全，防止與三里島和切爾諾貝利類似的重大事故發(fā)生。

從技術(shù)層面上講，核電行業(yè)在環(huán)境檢測(cè)、放射防護(hù)、設(shè)備制造、儀表控制等方面對(duì)電離輻射計(jì)量的需求幾乎包括了電離輻射計(jì)量的所有領(lǐng)域:活度、輻射劑量以及中子計(jì)量等。

二、國(guó)家計(jì)量院可提供的服務(wù)

我國(guó)電離輻射計(jì)量工作始于1960年，經(jīng)過(guò)幾代計(jì)量科學(xué)工作者的不懈努力，國(guó)家計(jì)量院建立、保存、維護(hù)和改進(jìn)放射性活度、輻射劑量和中子等電離輻射計(jì)量基準(zhǔn)15項(xiàng)，國(guó)家電離輻射計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)10項(xiàng)，其中12項(xiàng)基準(zhǔn)參加了國(guó)際關(guān)鍵比對(duì)。目前，主要開(kāi)展電離輻射計(jì)量器具的檢定、校準(zhǔn)與刻度工作，并進(jìn)行計(jì)量認(rèn)證、計(jì)量器具定型鑒定等法制技術(shù)工作，以及制定或修改計(jì)量檢定規(guī)程和技術(shù)規(guī)范等技術(shù)法規(guī)文件，承擔(dān)全國(guó)電離輻射方面有關(guān)量值傳遞和統(tǒng)一的任務(wù)，發(fā)展電離輻射計(jì)量測(cè)試技術(shù)和應(yīng)用開(kāi)發(fā)。目前，電離輻射計(jì)量的內(nèi)容包括以下3個(gè)主要方面:

1.放射性活度

放射性核素的活度計(jì)量的目的是建立常用放射性核素的活度(貝克勒爾，Bq)測(cè)量，并可提供用于量值傳遞的放射性標(biāo)準(zhǔn)，已經(jīng)建立了4πβ-γ(PC)符合活度基準(zhǔn)，4πβ(LS)活度基準(zhǔn)，4πα-γ(PPC)符合活度基準(zhǔn)，低本底4πα、4πβ活度基準(zhǔn)等4πγ電離室核素活度參考系統(tǒng)，以及低本底γ譜標(biāo)準(zhǔn)、總α、總β活度標(biāo)準(zhǔn)、4πγ電離室活度標(biāo)準(zhǔn)、環(huán)境放射性同位素標(biāo)準(zhǔn)等國(guó)家放射性活度標(biāo)準(zhǔn)，承擔(dān)全國(guó)各種放射性核素活度的量值傳遞和量值統(tǒng)一工作，為科研、醫(yī)療同位素應(yīng)用提供質(zhì)量保證。

2.輻射劑量

劑量學(xué)量是為描述電離輻射與物質(zhì)相互作用的真實(shí)效應(yīng)或潛在效應(yīng)而提供的物理學(xué)上的量度，所涉及的電離輻射通常是指電子、χ和γ光子以及中子等。主要有吸收劑量/吸收劑量率(Gy、Gy·s-1)、比釋動(dòng)能/比釋動(dòng)能率(Gy、Gy·s-1)、劑量當(dāng)量/劑量當(dāng)量率(Sv，Sv·s-1)等物理量的測(cè)量研究。電離輻射劑量測(cè)量的方法有量熱法(水量熱和石墨量熱)、電離法(電離室)和化學(xué)法(Fricke劑量計(jì))，其他常用的方法還有熱釋光法、丙氨酸(ESR)法、硫酸鈰和重鉻酸鉀以及各種塑料薄膜劑量計(jì)等。目前，已經(jīng)建成由治療水平的60Co γ射線空氣比釋動(dòng)能基準(zhǔn)、中能X射線空氣比釋動(dòng)能基準(zhǔn)、硫酸亞鐵劑量計(jì)吸收劑量基準(zhǔn)組成的劑量學(xué)基準(zhǔn)體系。還建有劑量學(xué)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)體系，包括:環(huán)境輻射標(biāo)準(zhǔn)(60Co、137Cs、241Am)、熱釋光劑量國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，以及丙氨酸標(biāo)準(zhǔn)劑量計(jì)、重鉻酸銀標(biāo)準(zhǔn)劑量計(jì)、重鉻酸鉀(銀)標(biāo)準(zhǔn)劑量計(jì)等標(biāo)準(zhǔn)體系。可以為環(huán)境放射性、輻射防護(hù)監(jiān)測(cè)以及輻射加工等不同領(lǐng)域提供劑量學(xué)量值傳遞服務(wù)。

3.中子

主要包括中子源強(qiáng)度(發(fā)射率)、注量率、能譜測(cè)量以及中子劑量等標(biāo)準(zhǔn)的建立與量值傳遞。測(cè)量方法主要有錳浴法、長(zhǎng)計(jì)數(shù)器法、熱釋光法、電離室法、量熱法以及硫酸亞鐵劑量計(jì)法等。目前，國(guó)家計(jì)量院已經(jīng)建立了由中子源強(qiáng)度、中子吸收劑量、熱中子注量率等組成的基準(zhǔn)體系，能夠?yàn)闊嶂凶幼⒘柯省⒅凶釉磸?qiáng)度測(cè)量提供量值傳遞服務(wù)。

三、應(yīng)用情況

除了國(guó)家計(jì)量院以外，還有包括國(guó)防科工委一級(jí)計(jì)量站在內(nèi)的許多其他電離輻射計(jì)量檢測(cè)部門(mén)，國(guó)家計(jì)量院通過(guò)對(duì)這些相關(guān)計(jì)量部門(mén)的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行量值傳遞，實(shí)現(xiàn)了量值統(tǒng)一。此外，直接為核電站提供3H、14C、137Cs、60Co、131I、85Kr、133Xe等30余種核素的活度標(biāo)準(zhǔn)，基本上滿足了核電站正常運(yùn)行情況下的30余種核素的量值傳遞工作，為核電站提供多種環(huán)境放射性核素標(biāo)準(zhǔn)，初步解決了核電站周邊環(huán)境放射性物質(zhì)監(jiān)測(cè)儀表的計(jì)量溯源問(wèn)題。在輻射劑量方面，多次為大亞灣、田灣等核電站提供個(gè)人劑量檢測(cè)系統(tǒng)的校準(zhǔn)、刻度服務(wù)，為準(zhǔn)確測(cè)量工作人員的個(gè)人劑量提供了*為直接的技術(shù)支持。此外，有些測(cè)控儀表不能隨意拿出控制區(qū)進(jìn)行檢定，核電站也逐步建立了自己的計(jì)量檢測(cè)部門(mén)，通過(guò)對(duì)這些單位的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器具進(jìn)行量值傳遞、檢定、校準(zhǔn)和刻度，為核電的建設(shè)和安全正常運(yùn)行提供了計(jì)量保障。

四、展望

核電站需要進(jìn)行檢定、校準(zhǔn)或刻度的儀表較多，因此，有必要與核電站合作開(kāi)展這方面的研究工作，從根本上解決這些計(jì)量器具的檢定、校準(zhǔn)問(wèn)題:我國(guó)目前的活度計(jì)量技術(shù)水平對(duì)于滿足核電領(lǐng)域的溯源需求還有較大缺口，比如放射性惰性氣體的溯源基準(zhǔn)仍未建立，溯源問(wèn)題無(wú)法解決，標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的核素種類少，覆蓋范圍還不能完全滿足核電站需求，需要加強(qiáng)這類基(標(biāo))準(zhǔn)及標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的研究和量傳能力建設(shè)。由于核電站有些儀表是在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)使用的，幾乎不可能卸下來(lái)進(jìn)行檢定、刻度或校準(zhǔn)，如何對(duì)這類在線使用儀表開(kāi)展檢定，也是電離輻射計(jì)量部門(mén)需要研究的課題。

今后國(guó)家計(jì)量院將進(jìn)一步加強(qiáng)與核電行業(yè)的溝通，充分利用計(jì)量部門(mén)的技術(shù)儲(chǔ)備和經(jīng)驗(yàn)，更好地為我國(guó)核電事業(yè)提供技術(shù)支持。