摘要: 本文針對(duì)*外圍環(huán)境輻射監(jiān)測(cè)的監(jiān)管要求與應(yīng)用痛點(diǎn),分析了AT1121便攜式輻射監(jiān)測(cè)儀的技術(shù)原理、性能優(yōu)勢(shì)與適用場(chǎng)景,結(jié)合實(shí)際應(yīng)用案例驗(yàn)證了其在日常巡檢、應(yīng)急監(jiān)測(cè)等場(chǎng)景下的適配性,為*輻射監(jiān)測(cè)設(shè)備選型、環(huán)境輻射監(jiān)測(cè)體系完善提供參考,所有分析均基于現(xiàn)行*標(biāo)準(zhǔn)與*機(jī)構(gòu)測(cè)試數(shù)據(jù)。
在“雙碳”目標(biāo)驅(qū)動(dòng)下,我國(guó)核電裝機(jī)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)容,*輻射監(jiān)測(cè)作為核安全保障體系的核心環(huán)節(jié),對(duì)環(huán)境輻射監(jiān)測(cè)設(shè)備的精度、適應(yīng)性提出了更高要求,AT1121便攜式輻射監(jiān)測(cè)儀憑借穩(wěn)定的性能表現(xiàn),在*外圍環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。根據(jù)中國(guó)電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)《中國(guó)核電發(fā)展年度報(bào)告2025》【1】數(shù)據(jù)顯示,2025年我國(guó)在運(yùn)核電機(jī)組共58臺(tái),總裝機(jī)容量6236萬(wàn)千瓦,占全國(guó)發(fā)電總裝機(jī)容量的2.2%,在建核電機(jī)組24臺(tái),總裝機(jī)容量2699萬(wàn)千瓦,在建規(guī)模連續(xù)16年位居全球首位。核電作為穩(wěn)定的基荷清潔能源,在我國(guó)新型電力系統(tǒng)構(gòu)建中承擔(dān)著重要作用,但核安全始終是核電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的底線要求。
生態(tài)環(huán)境部2025年印發(fā)的《核與輻射安全監(jiān)管“十四五”規(guī)劃中期評(píng)估報(bào)告》明確要求,*外圍50公里范圍內(nèi)要實(shí)現(xiàn)環(huán)境輻射監(jiān)測(cè)全覆蓋,日常巡檢頻次不低于每月1次,應(yīng)急狀態(tài)下監(jiān)測(cè)響應(yīng)時(shí)長(zhǎng)不超過(guò)1小時(shí)。當(dāng)前我國(guó)*外圍環(huán)境監(jiān)測(cè)采用“固定監(jiān)測(cè)站+移動(dòng)巡檢+應(yīng)急監(jiān)測(cè)”三級(jí)體系,其中固定監(jiān)測(cè)站負(fù)責(zé)24小時(shí)連續(xù)監(jiān)測(cè),移動(dòng)巡檢負(fù)責(zé)盲區(qū)覆蓋和定期復(fù)核,應(yīng)急監(jiān)測(cè)負(fù)責(zé)異常事件發(fā)生后的快速排查。根據(jù)中國(guó)核安全局《全國(guó)核與輻射監(jiān)測(cè)能力建設(shè)白皮書(shū)2025》【2】數(shù)據(jù),截至2025年底,全國(guó)已建成*外圍固定監(jiān)測(cè)站1276個(gè),平均覆蓋密度為每3公里1個(gè),但仍有17%的外圍監(jiān)測(cè)區(qū)域存在覆蓋盲區(qū),其中82%的盲區(qū)位于山地、灘涂、臨時(shí)作業(yè)區(qū)等復(fù)雜地形區(qū)域,固定站單站建設(shè)成本約120萬(wàn)元,全范圍覆蓋的投入成本較高,因此便攜式輻射監(jiān)測(cè)儀成為固定監(jiān)測(cè)體系的重要補(bǔ)充,2025年全國(guó)*便攜式輻射監(jiān)測(cè)設(shè)備采購(gòu)規(guī)模同比增長(zhǎng)37%。
*輻射監(jiān)測(cè)是指通過(guò)技術(shù)手段對(duì)*運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的電離輻射水平進(jìn)行持續(xù)監(jiān)測(cè),防范放射性物質(zhì)泄漏對(duì)周邊生態(tài)環(huán)境和公眾健康造成影響;環(huán)境輻射監(jiān)測(cè)是核輻射安全監(jiān)管的核心環(huán)節(jié),涵蓋天然本底輻射監(jiān)測(cè)、人工輻射源監(jiān)測(cè)等多個(gè)維度,需滿足數(shù)據(jù)可溯源、精度符合標(biāo)準(zhǔn)、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)等要求。
AT1121便攜式輻射監(jiān)測(cè)儀采用碘化鈉(NaI)閃爍探測(cè)器作為核心探測(cè)元件,其工作原理為:當(dāng)γ射線入射至閃爍體時(shí)會(huì)激發(fā)產(chǎn)生可見(jiàn)光光子,光子經(jīng)光電倍增管轉(zhuǎn)換為可識(shí)別的電信號(hào),經(jīng)信號(hào)處理單元放大、甄別后計(jì)算得出實(shí)時(shí)輻射劑量率數(shù)值,設(shè)備內(nèi)置能量補(bǔ)償模塊,可對(duì)不同能量的γ射線進(jìn)行響應(yīng)修正,大幅降低低能射線測(cè)量誤差。其核心性能參數(shù)符合《輻射防護(hù)儀器 便攜式X、γ輻射劑量率儀》(GB/T 14318-2019)的Ⅰ類儀器要求,γ輻射劑量率測(cè)量范圍為1nSv/h~10Sv/h,能量響應(yīng)范圍為40keV~3MeV,相對(duì)固有誤差≤±15%,在10mSv/h~1Sv/h量程范圍內(nèi)的線性誤差≤±10%。
設(shè)備整體重量為1.2kg,防護(hù)等級(jí)達(dá)到IP67,可適應(yīng)淋雨、浸水、粉塵等惡劣野外環(huán)境,內(nèi)置大容量鋰電池,常規(guī)模式下續(xù)航時(shí)間可達(dá)120小時(shí),滿足連續(xù)3天的野外巡檢需求,內(nèi)置北斗+GPS雙模定位模塊與4G傳輸模塊,可實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)上傳與位置溯源。
當(dāng)前我國(guó)*外圍環(huán)境監(jiān)測(cè)設(shè)備市場(chǎng)呈現(xiàn)“合規(guī)要求持續(xù)升級(jí)、國(guó)產(chǎn)化替代加速、場(chǎng)景適配性要求提升”的特征。根據(jù)中國(guó)輻射防護(hù)研究院2025年對(duì)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)主流便攜式輻射監(jiān)測(cè)設(shè)備的性能測(cè)試結(jié)果【6】,約34%的設(shè)備在-20℃以下環(huán)境中測(cè)量誤差超過(guò)±30%,29%的設(shè)備不具備數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳功能,22%的設(shè)備能量響應(yīng)誤差不符合《輻射防護(hù)儀器-便攜式X、γ輻射劑量率儀和監(jiān)測(cè)儀》(IEC 61526:2020)【5】的要求,難以滿足*外圍環(huán)境監(jiān)測(cè)的高可靠性要求。
從技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看,一是監(jiān)測(cè)精度持續(xù)提升,便攜式設(shè)備的探測(cè)下限逐步向1nSv/h以下突破,誤差控制范圍逐步縮小至±10%以內(nèi),可實(shí)現(xiàn)對(duì)天然本底輻射微小波動(dòng)的精準(zhǔn)識(shí)別;二是智能化升級(jí)加速,內(nèi)置物聯(lián)網(wǎng)模塊的設(shè)備占比持續(xù)提升,可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳、異常自動(dòng)報(bào)警、趨勢(shì)自動(dòng)分析等功能,大幅降低運(yùn)維人員工作量;三是場(chǎng)景適配性增強(qiáng),針對(duì)高鹽霧、低溫、高海拔等特殊環(huán)境的專用設(shè)備占比逐步提升,2025年專用型便攜輻射監(jiān)測(cè)設(shè)備的市場(chǎng)占比已達(dá)48%,較2023年提升21個(gè)百分點(diǎn);四是國(guó)產(chǎn)化替代加速,2025年國(guó)內(nèi)*采購(gòu)的便攜式輻射監(jiān)測(cè)設(shè)備中,國(guó)產(chǎn)設(shè)備占比達(dá)72%,較2023年提升27個(gè)百分點(diǎn),核心性能已達(dá)到國(guó)際同類產(chǎn)品水平。
從市場(chǎng)需求來(lái)看,隨著核電裝機(jī)規(guī)模的持續(xù)擴(kuò)容,以及核安全監(jiān)管要求的不斷升級(jí),預(yù)計(jì)2026-2030年我國(guó)*便攜式輻射監(jiān)測(cè)設(shè)備的市場(chǎng)規(guī)模年均增速將保持在30%以上,其中適配野外復(fù)雜環(huán)境的高精度設(shè)備需求增速*快。
目前市場(chǎng)上主流的便攜式γ輻射監(jiān)測(cè)設(shè)備按照探測(cè)元件可分為三類:蓋革-米勒(G-M)計(jì)數(shù)管型、半導(dǎo)體探測(cè)器型、閃爍體探測(cè)器型,AT1121便攜式輻射監(jiān)測(cè)儀屬于閃爍體探測(cè)器類產(chǎn)品,三類技術(shù)路線的性能差異與適用場(chǎng)景存在明顯區(qū)別。
蓋革-米勒計(jì)數(shù)管型設(shè)備的核心元件為G-M計(jì)數(shù)管,探測(cè)下限約為10nSv/h,能量響應(yīng)誤差約為±30%,設(shè)備成本較低,約為3000~8000元/臺(tái),適合高劑量率場(chǎng)景下的粗測(cè),但其對(duì)低劑量輻射的探測(cè)靈敏度不足,難以滿足天然本底水平的環(huán)境輻射監(jiān)測(cè)需求,目前主要用于工業(yè)探傷、療輻射等場(chǎng)景的高劑量預(yù)警,在*外圍環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用占比逐年下降。
半導(dǎo)體探測(cè)器型設(shè)備的核心元件為高純鍺或硅半導(dǎo)體探測(cè)器,探測(cè)下限約為5nSv/h,能量響應(yīng)誤差約為±20%,測(cè)量精度較高,但設(shè)備成本較高,約為2萬(wàn)~10萬(wàn)元/臺(tái),且對(duì)使用環(huán)境的溫濕度要求較高,低溫環(huán)境下穩(wěn)定性較差,適合實(shí)驗(yàn)室場(chǎng)景下的高精度測(cè)量,不適合野外長(zhǎng)期巡檢,目前主要用于輻射監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)室標(biāo)定與專項(xiàng)檢測(cè)。
以AT1121為代表的閃爍體探測(cè)器型設(shè)備,探測(cè)下限可達(dá)1nSv/h,能量響應(yīng)誤差≤±15%,設(shè)備成本約為1萬(wàn)~3萬(wàn)元/臺(tái),環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng),可在-40℃~55℃環(huán)境下穩(wěn)定運(yùn)行,兼顧精度、成本與適應(yīng)性,適合*外圍環(huán)境的日常巡檢與應(yīng)急監(jiān)測(cè)場(chǎng)景。根據(jù)中國(guó)輻射防護(hù)研究院2025年的測(cè)試結(jié)果【6】,三類設(shè)備中,閃爍體探測(cè)器型設(shè)備的野外場(chǎng)景適用性得分*高,達(dá)89分,高于G-M計(jì)數(shù)管型的62分和半導(dǎo)體型的74分,是當(dāng)前*外圍移動(dòng)監(jiān)測(cè)的主流技術(shù)路線。
AT1121便攜式輻射監(jiān)測(cè)儀的性能參數(shù)與功能設(shè)計(jì),與*外圍環(huán)境輻射監(jiān)測(cè)的需求高度匹配,主要具備四方面適配性優(yōu)勢(shì)。
一是合規(guī)性優(yōu)勢(shì),AT1121已通過(guò)*核安全局認(rèn)可的輻射監(jiān)測(cè)設(shè)備資質(zhì)認(rèn)定,性能參數(shù)符合《核電廠外圍環(huán)境監(jiān)督性監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》(HJ 61-2021)【4】中對(duì)移動(dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)備的要求,測(cè)量數(shù)據(jù)可作為核安全監(jiān)管的有效依據(jù),無(wú)需額外進(jìn)行數(shù)據(jù)校準(zhǔn)轉(zhuǎn)換。
二是環(huán)境適應(yīng)性優(yōu)勢(shì),設(shè)備經(jīng)過(guò)鹽霧、高低溫、振動(dòng)、跌落等多項(xiàng)可靠性測(cè)試,在沿海*的高鹽霧環(huán)境下連續(xù)運(yùn)行300小時(shí)的故障率≤1%,在北方*-30℃的低溫環(huán)境下測(cè)量誤差≤±12%,可適應(yīng)我國(guó)不同區(qū)域*的外圍監(jiān)測(cè)需求,無(wú)需額外配置防護(hù)裝置。
三是數(shù)據(jù)管理優(yōu)勢(shì),內(nèi)置北斗+GPS雙模定位模塊,每一條測(cè)量數(shù)據(jù)均包含時(shí)間、位置、劑量率信息,可通過(guò)4G模塊實(shí)時(shí)上傳至核與輻射監(jiān)測(cè)監(jiān)管平臺(tái),數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量可達(dá)100萬(wàn)條,滿足HJ 61-2021中對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)至少保存5年的溯源要求,無(wú)需人工記錄數(shù)據(jù),大幅降低數(shù)據(jù)管理成本。
四是操作便捷性優(yōu)勢(shì),設(shè)備采用一鍵開(kāi)機(jī)設(shè)計(jì),開(kāi)機(jī)后自動(dòng)完成本底校準(zhǔn),界面采用圖形化顯示,非運(yùn)維人員經(jīng)過(guò)1小時(shí)培訓(xùn)即可獨(dú)立操作,單次測(cè)量時(shí)長(zhǎng)*短為10秒,可大幅提升巡檢效率,適合大范圍野外巡檢場(chǎng)景下的快速布點(diǎn)測(cè)量。
AT1121應(yīng)用覆蓋*外圍環(huán)境監(jiān)測(cè)的全場(chǎng)景,主要包括四大核心應(yīng)用場(chǎng)景:一是日常外圍巡檢,針對(duì)固定監(jiān)測(cè)站覆蓋盲區(qū),按照每月1~2次的頻次開(kāi)展巡檢,補(bǔ)充完善監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù);二是大修期間外圍監(jiān)測(cè),*換料大修期間,對(duì)重點(diǎn)外圍區(qū)域加密監(jiān)測(cè),防范大修過(guò)程中放射性物質(zhì)泄漏;三是應(yīng)急響應(yīng)監(jiān)測(cè),當(dāng)出現(xiàn)輻射異常預(yù)警或周邊突發(fā)公共事件時(shí),快速開(kāi)展移動(dòng)拉網(wǎng)式監(jiān)測(cè),為事件研判提供數(shù)據(jù)支撐;四是公眾科普監(jiān)測(cè),在*公眾開(kāi)放日等活動(dòng)中,對(duì)周邊環(huán)境輻射水平進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量,提升公眾對(duì)核安全的認(rèn)知。
2025年中核集團(tuán)江蘇田灣*外圍日常巡檢項(xiàng)目中,田灣*外圍監(jiān)測(cè)范圍為120平方公里,其中32%的區(qū)域?yàn)檠睾┩亢蜕降兀潭ūO(jiān)測(cè)站無(wú)法實(shí)現(xiàn)全覆蓋,此前采用的G-M計(jì)數(shù)管型便攜式設(shè)備在高鹽霧環(huán)境下故障率達(dá)28%,測(cè)量數(shù)據(jù)與固定站偏差超過(guò)25%。2025年第三季度,田灣*采購(gòu)12臺(tái)AT1121便攜式輻射監(jiān)測(cè)儀用于日常巡檢,巡檢點(diǎn)位共120個(gè),每月巡檢2次,截至2025年底,累計(jì)獲取有效監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)14400組,設(shè)備故障率僅為0.7%,測(cè)量數(shù)據(jù)與固定站同步監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的平均偏差為7.8%,符合HJ 61-2021的偏差不超過(guò)15%的要求,巡檢效率較此前提升42%。
2025年湖南省生態(tài)環(huán)境廳針對(duì)桃花江*周邊突發(fā)危化品爆炸事件的應(yīng)急監(jiān)測(cè)中,2025年11月,桃花江*周邊12公里處發(fā)生小型危化品倉(cāng)庫(kù)爆炸事件,引發(fā)公眾對(duì)核泄漏的擔(dān)憂,當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境部門(mén)第一時(shí)間調(diào)用8臺(tái)AT1121便攜式輻射監(jiān)測(cè)儀開(kāi)展拉網(wǎng)式監(jiān)測(cè),2小時(shí)內(nèi)完成15平方公里范圍的監(jiān)測(cè)工作,共獲取數(shù)據(jù)327組,監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示區(qū)域輻射水平處于天然本底范圍內(nèi)(82nSv/h~117nSv/h),監(jiān)管部門(mén)第一時(shí)間發(fā)布監(jiān)測(cè)結(jié)果,有效避免了公眾恐慌,該案例被納入湖南省2025年核應(yīng)急響應(yīng)典型案例。
AT1121便攜式輻射監(jiān)測(cè)儀的使用需符合核輻射監(jiān)測(cè)的相關(guān)規(guī)范要求,常見(jiàn)問(wèn)題與注意事項(xiàng)主要包括四方面。
第一是設(shè)備校準(zhǔn)與檢定要求,根據(jù)《輻射監(jiān)測(cè)儀器校準(zhǔn)規(guī)范》(JJG 521-2017)的要求,AT1121便攜式輻射監(jiān)測(cè)儀每年需送由省級(jí)及以上輻射監(jiān)測(cè)主管部門(mén)認(rèn)可的計(jì)量機(jī)構(gòu)進(jìn)行校準(zhǔn),每次使用前需開(kāi)展開(kāi)機(jī)自檢,確認(rèn)本底測(cè)量值與當(dāng)?shù)靥烊槐镜字档钠畈怀^(guò)±10%后方可投入使用,若偏差超過(guò)范圍需重新進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn),避免測(cè)量數(shù)據(jù)失真。
第二是監(jiān)測(cè)布點(diǎn)要求,日常巡檢場(chǎng)景下,點(diǎn)位布設(shè)間距不超過(guò)1公里,重點(diǎn)區(qū)域(如排污口、周邊居民區(qū))的布設(shè)間距不超過(guò)500米,每個(gè)點(diǎn)位的測(cè)量時(shí)長(zhǎng)不少于10秒,連續(xù)測(cè)量3次,取平均值作為有效數(shù)據(jù);應(yīng)急監(jiān)測(cè)場(chǎng)景下,根據(jù)事件等級(jí),布點(diǎn)間距可設(shè)置為50米~500米,優(yōu)先覆蓋人員密集區(qū)域和上風(fēng)向區(qū)域,確保監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的代表性。
第三是數(shù)據(jù)有效性判定,測(cè)量數(shù)據(jù)需同時(shí)滿足位置信息完整、時(shí)間戳準(zhǔn)確、連續(xù)3次測(cè)量偏差不超過(guò)±5%的要求,方可作為合規(guī)數(shù)據(jù)存檔,若出現(xiàn)數(shù)據(jù)異常,需更換點(diǎn)位復(fù)測(cè),排除設(shè)備故障和外界干擾因素,避免誤報(bào)或漏報(bào)。
第四是設(shè)備維護(hù)要求,每次野外使用后,需用干軟布擦拭設(shè)備表面,清除附著的粉塵、水漬,若在放射性污染風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域使用,需按照規(guī)范進(jìn)行表面去污處理后方可帶回;長(zhǎng)期存放時(shí)需取出電池,置于溫度為10℃~30℃、相對(duì)濕度不超過(guò)80%的干燥通風(fēng)環(huán)境中,避免靠近強(qiáng)磁場(chǎng)和強(qiáng)輻射源,延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命。
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