《壓水堆燃料破損下輻射防護全周期管控導則》（征求意見稿）

5T/CNEAXXX-XXXX壓水堆核電廠燃料破損工況全周期輻射防護導則本文件規(guī)定了壓水堆核電廠在燃料破損狀態(tài)下的輻射源項控制和防護措施，以及具體的實施方法。本文件適用于發(fā)生燃料破損的壓水堆核電廠，在功率運行及換料大修期間的輻射安全管控。本文件不適用核事故應(yīng)急工況下的管控。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB18871電離輻射防護與輻射源安全基本標準NB/T20185壓水堆核動力廠廠內(nèi)輻射分區(qū)設(shè)計準則3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1輻射控制區(qū)Radiationcontrolarea在輻射工作場所劃分的一種區(qū)域，在這種區(qū)域內(nèi)要求或可能要求采取專門的防護手段和安全措施，以便控制在正常工作條件下控制正常照射或防止污染擴展，并預防潛在照射或限制其程度。3.2源項Sourceterm輻射源項是指人員作業(yè)期間產(chǎn)生輻射劑量的所有放射性核素。壓水堆輻射源項通?？煞譃榱炎儺a(chǎn)物、活化產(chǎn)物和錒系元素。裂變產(chǎn)物是由裂變反應(yīng)直接產(chǎn)生的；活化產(chǎn)物是由中子輻照本來沒有放射性的基材而產(chǎn)生的；錒系元素是由燃料芯塊中子俘獲衍生的重核素。3.3燃料破損Fueldefect燃料破損指反應(yīng)堆核燃料包殼出現(xiàn)破損，會導致本來包容在燃料包殼內(nèi)部的核素釋放到冷卻劑中。大多數(shù)情況下，裂變產(chǎn)物和錒系元素都被包裹在燃料芯塊和包殼內(nèi)部，活化產(chǎn)物對工作人員的輻照劑量貢獻最明顯，包括鈷、銀、銻等元素的放射性同位素。當燃料包殼破損時，6T/CNEAXXX-XXXX部分裂變產(chǎn)物，如惰性氣體、碘同位素會釋放到冷卻劑中。有些燃料包殼發(fā)生較嚴重的破損后，還會進一步釋放錒系核素，存在內(nèi)污染的風險。燃料破損源項存在一定的輻射危害，不僅會直接產(chǎn)生外照射，在防護不當?shù)那闆r下還可能造成內(nèi)照射。3.4輻射監(jiān)測系統(tǒng)RadiationmonitoringSystem電廠輻射監(jiān)測系統(tǒng)，用于對工作場所劑量率的監(jiān)測、三道屏障完整性的監(jiān)測、通風系統(tǒng)中氣載放射性的監(jiān)測、事故后的監(jiān)測和電站放射性流出物的監(jiān)測，以達到保護工作人員、公眾的安全和健康以及保護環(huán)境的目的?？刂茀^(qū)出入監(jiān)測系統(tǒng)，對工作人員的個人劑量及進出控制區(qū)人員、進出廠區(qū)的人員和車輛、使用過的衣物、需攜帶出控制區(qū)的小物品的表面污染等進行監(jiān)測和管理。4監(jiān)測與評價機組出現(xiàn)燃料破損后，燃料組件內(nèi)部的裂變產(chǎn)物會釋放到回路內(nèi)。造成的主要輻射風險有：總源項增加導致環(huán)境劑量率升高，裂變氣體泄漏導致空氣污染風險增大，重裂變核素釋放到回路導致α表面污染增大。4.1冷卻劑取樣監(jiān)測正常運行期間，定期對一回路水中核素活度進行取樣檢測。燃料包殼完整性評價所需的核素數(shù)據(jù)主要是I核素，Xe核素以及總惰性氣體活度等。在壓水堆核電廠正常運行期間，燃料棒發(fā)生破損時通常具有如下特點：在機組功率穩(wěn)定期間，冷卻劑中惰性氣體或碘的活度快速增大；在機組功率快速變化時，冷卻劑中碘活度快速增大；冷卻劑中惰性氣體、碘的特征比值發(fā)生明顯變化（如131I/133I、133Xe/135Xe），達到燃料棒破損的范圍；若包殼破口較大，一回路可連續(xù)檢測到134I、134Cs、137Cs以及錒系核素如239Np因而主要通過反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)內(nèi)定期測量的裂變產(chǎn)物活度，來評價堆內(nèi)燃料棒的完整性及燃料棒破損后的主要特征。4.2冷卻劑連續(xù)監(jiān)測在冷卻劑取樣監(jiān)測系統(tǒng)、化學與容積控制系統(tǒng)設(shè)置高分辨率能譜分析系統(tǒng)。能夠保障機組功率運行期間連續(xù)監(jiān)測到輻射源項變化。譜分析頻率建議在10min~1h。數(shù)據(jù)實時傳輸?shù)焦こ處熣?，及時預警裂變核素異常（如I、Xe、Kr、Cs、Np的同位素）。對出現(xiàn)裂變特征核素變化的機組，參考4.1原則啟動燃料破損研判。對于認定為燃料破損的機組開展燃料破損下的輻射防護控制。4.3輻射監(jiān)測對壓水堆燃料破損機組，需要加強對控制區(qū)的輻射狀態(tài)監(jiān)測。及時發(fā)現(xiàn)輻射狀態(tài)變化，并加以控制。對于輻射水平超過所在分區(qū)上限的情況，對該區(qū)域進行升級管控。對于碘污染超過50Bq/m3（0.07DAC）的情況，對該區(qū)域限制人員進入或佩戴碘防護面罩進入。日巡檢：每日對輻射控制區(qū)的房間開展巡檢測量（一周一循環(huán)）。測量對象為反應(yīng)堆廠房以外的控制區(qū)主要房間的區(qū)域劑量率，并巡查異常。周測量：每周完成一次特定點位的輻射水平測量。測量對象為反應(yīng)堆廠房以外冷卻劑流經(jīng)系統(tǒng)、三廢系統(tǒng)等系統(tǒng)，選擇代表性點位的接觸劑量率，以及環(huán)境劑量率。7T/CNEAXXX-XXXX月度測量：每月對代表房間開展空氣污染監(jiān)測。測量對象為反應(yīng)堆廠房以外冷卻劑流經(jīng)系統(tǒng)、三廢系統(tǒng)等系統(tǒng)所在區(qū)域。年度驗證測量：每年年末對輻射控制區(qū)內(nèi)所有非紅橙區(qū)房間開展輻射分區(qū)驗證。燃料破損專項巡測：電廠輻射監(jiān)測系統(tǒng)每日巡盤分析：每日對電廠輻射監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)進行巡盤分析，以便及時發(fā)現(xiàn)因為燃料破損引發(fā)的輻射異常。包括冷卻劑監(jiān)測通道、廠房通風氣載放射性通道、氣體流出物監(jiān)測通道。化學與容積控制系統(tǒng)過濾器輻射測量：機組上行和下行過程加強測量和巡視，達到2Sv/h（表面接觸劑量率）或壓差更換閾值，及時進行更換。大修輻射指數(shù)測量：大修階段需要對主要冷卻劑流經(jīng)系統(tǒng)及其影響區(qū)域進行劑量率測量，對各點位測量后進行加權(quán)平均，得到各系統(tǒng)或區(qū)域的輻射指數(shù)。測量節(jié)點根據(jù)機組狀態(tài)變化，設(shè)置在下行熱停階段，氧化凈化停最后一臺主泵，排水到低低水位后。5行動水平5.1功率運行期間空氣污染防護機組發(fā)生燃料破損后，當達到以下條件之一，必須進行區(qū)域管控升級。n突破化學技術(shù)規(guī)范碘和惰性氣體的正常運行（技術(shù)規(guī)范一區(qū)）邊界，參考水平：133Xe當量限值8E4MBq/t，131I當量限值4E3MBq/t。n空氣污染導致空氣放射性監(jiān)測通道發(fā)生報警或趨勢性異常上升。n冷卻劑流質(zhì)相關(guān)設(shè)備密封性異常，導致潛在泄漏風險。對區(qū)域進行升級管理，人員需要佩戴碘防護面罩進入影響區(qū)域。包括但不限于以下設(shè)備所在區(qū)域：主冷卻劑系統(tǒng)：穩(wěn)壓器、泄壓箱?；瘜W與容積控制系統(tǒng)：容控箱、加氫站。核回路取樣系統(tǒng)：核島實驗室手套箱。廢氣處理系統(tǒng)：壓縮機、廢氣處理系統(tǒng)衰變床或儲存罐。冷卻劑回收系統(tǒng)：氣水分離器、壓縮機、除氣器。核島排氣和疏水系統(tǒng)：冷卻劑廢液收集地坑。5.2大修下行裂變產(chǎn)物凈化當次臨界后碘峰值超過4000MBq/t，推遲主回路除鋰到120℃左右平臺。以執(zhí)行熱停堿性控制，提高碘凈化效率。根據(jù)降溫降壓后碘氙反彈情況。在170℃~180℃設(shè)置高溫凈化平臺，凈化目標：133Xe<4000MBq/t；131I<2500MBq/t。以減少沉積源項。5.3大修期間停運最后一臺主泵標準主泵停運后，主回路放射性攪混和流通能力下降，導致冷卻劑凈化效率下降。應(yīng)當制定足夠低的凈化標準，以降低大修期間的機組輻射源項。以下為壓水堆機組停主泵限值標準計算方法：58Co限值：以水池滿水期間，堆水池上方1m處環(huán)境劑量率25μSv/h控制。反算充水稀釋前的58Co濃度。133Xe當量限值：按照冷卻劑殘留氣體釋放到反應(yīng)堆廠房，總混合空氣污染導出濃度小于0.1DAC（或廠房電廠輻射監(jiān)測系統(tǒng)氣載通道限值）。8T/CNEAXXX-XXXX131I當量限值：按照冷卻劑殘留氣體釋放到反應(yīng)堆廠房，總混合空氣污染導出濃度小于0.1DAC（或廠房電廠輻射監(jiān)測系統(tǒng)氣載通道限值）。氧化凈化期間為保障氧化性，應(yīng)主回路含氧量保持在3ppm以上，視消耗情況及時補充雙氧水。5.4開啟壓力容器頂蓋標準開蓋的133Xe當量和131I當量限值，參照5.3停最后一臺主泵限值。5.5α污染防控行動水平在機組功率穩(wěn)定的運行階段，當134I＞2000MBq/t或239Np高于測量檢出限時，認為存在可能的α污染擴散風險。應(yīng)當啟動以下α污染特別防護措施。下行達到維修停堆后，對壓力容器頂蓋內(nèi)側(cè)、蒸汽發(fā)生器水室等點位進行取樣測量。如果取樣測量點的α污染水平>8Bq/cm2(α污染污染監(jiān)測儀計數(shù)對該機組啟動人員α污染監(jiān)控措施。包括：現(xiàn)場人員和設(shè)備污染測量，在β測量基礎(chǔ)上，增加α污染監(jiān)測。開口作業(yè)搭制防污染工作區(qū)，人員穿戴標準污染防護服和氣溶膠呼吸防護措施。機組產(chǎn)生放射性廢物后，專門收集處理，提供α污染信息給廢物處置廠?？刂茀^(qū)邊界增加α測量要求。包括人員和物品出控制區(qū)。監(jiān)測α表面污染水平小于0.04Bq/cm2，方可認定無污染正常出控制區(qū)。6控制措施6.1源項控制6.1.1運行過程機組控制結(jié)合源項控制機理和機組特點，為控制燃料破損源項，運行階段主要執(zhí)行以下措施：盡量保持機組穩(wěn)定運行，避免功率劇烈波動，以控制裂變產(chǎn)物向冷卻劑釋放。在大多數(shù)時間內(nèi)將化學與容積控制系統(tǒng)配置為雙泵運行，即下泄流量最大，以增加凈化能力。加強凈化效率監(jiān)測，及時更換過濾器和除鹽床。當惰性氣體濃度較高時，停堆前臨時啟動除氣回路。參考4和5，定期監(jiān)測燃料破損源項影響區(qū)域的輻射水平和空氣污染水平。必要時，及時升級管控規(guī)則。6.1.2停堆過程機組控制停堆下行，以有限時間內(nèi)降低殘留源項為目標。在保障機組裂變產(chǎn)物符合標準的基礎(chǔ)上，盡量降低機組輻射水平和污染。源項的去除主要依賴于對應(yīng)核素的物理化學性質(zhì)。冷卻劑中裂變源項有133Xe、85Kr、131I、134I、137Cs等核素，最主要是惰性氣體和碘。對冷卻劑有凈化能力的主要是化學與容積控制系統(tǒng)、冷卻劑回收系統(tǒng)、廢氣處理系統(tǒng)等系統(tǒng)。惰性氣體基本不發(fā)生化學反應(yīng)，在冷卻劑中以單質(zhì)形態(tài)存在，水中溶解度較低，加熱可加速除氣。推薦啟動冷卻劑回收系統(tǒng)除氣子系統(tǒng)以及容控箱吹掃等方式去除。碘單質(zhì)不利與凈化，容易沉積殘留。高溫堿性環(huán)境有助于碘單質(zhì)向離子態(tài)轉(zhuǎn)化，以提高凈化效率，降低沉積源項。應(yīng)結(jié)合下行反彈峰值，合理設(shè)置凈化平臺。具體停堆過程執(zhí)行以下行動。在次臨界后對碘峰進行跟蹤，當次臨界后碘峰值超過4000MBq/t，推遲主回路除鋰到120℃左右，以執(zhí)行熱停堿性控制。期間盡量保持化學與容積控制系統(tǒng)大流量運行，并持續(xù)根據(jù)降溫降壓后碘氙情況,推薦在170℃~180℃設(shè)置高溫凈化平臺，凈化目標：133Xe<4000MBq/t；131I<2500MBq/t。在盡量高的溫度凈化減壓峰，以減少沉積源項，控制輻射水平。9T/CNEAXXX-XXXX在80℃/24.5Bar平臺，立刻加雙氧水強制氧化，保持化學與容積控制系統(tǒng)大流量投運。期間主回路盡量保持70℃,適當延長主泵運轉(zhuǎn)時間。以減少腐蝕活化產(chǎn)物沉積，控制輻射水平。停主泵后開壓力容器頂蓋前，保持化學與容積控制系統(tǒng)大流量運行，保持主回路含氧量。必要時投運冷卻劑回收系統(tǒng)除氣或容控箱吹掃以控制惰性氣體含量。6.2現(xiàn)場控制6.2.1功率運行期間因燃料破損情況下氣態(tài)裂變產(chǎn)物將會從燃料棒中釋放進入主回路，并通過主回路邊界部分釋放到廠房。功率運行期間，輻射風險并不穩(wěn)定。一方面，燃料破損程度會發(fā)生演變，另一方面，設(shè)備運行過程的泄漏量變化。因為有必要對運行階段的輻射狀態(tài)持續(xù)監(jiān)測與控制。具體行動如下：對冷卻劑和氣載放射性監(jiān)測電廠輻射監(jiān)測系統(tǒng)通道，進行巡盤和監(jiān)視。巡測輻射水平，區(qū)域管控升級。參考4.3。加強人員進入HRA廠房進出管控，進行空氣污染防護。輻射控制區(qū)空氣污染風險分級管控。進入存在潛在泄漏風險或曾發(fā)生過泄漏的房間（已分析系統(tǒng)設(shè)備可能存在碘風險）須佩戴半面罩加碘濾盒。參考5.1。輻射防護需對計劃工作提前進行風險識別與管控。輻射防護需對計劃工作提前進行風險識別與管控。重點關(guān)注放射性設(shè)備開口可能帶來的碘、氣溶膠等內(nèi)污染風險，對高風險作業(yè)設(shè)立輻射防護控制點。6.2.2大修期間當停機檢修過程中主回路設(shè)備陸續(xù)打開，大量氣載放射性核素將離開主回路進入檢修人員的工作環(huán)境。這些放射性氣體可能非預期釋放，導致人員非計劃照射、引發(fā)電廠輻射監(jiān)測系統(tǒng)超閾值報警、造成電廠超標排放等異常。此外，嚴重燃料破損機組還會產(chǎn)生α污染風險。因而有必要對大修期間輻射工作進行管控，主要關(guān)注點如下：n停機檢修前的準備工作確認通風系統(tǒng)的碘過濾器效率試驗計劃和結(jié)果,確保通風系統(tǒng)對碘的凈化效果。根據(jù)大修檢修工作量，準備足夠數(shù)量碘過濾面罩。準備足夠數(shù)量的高效、碘風機。準備足夠數(shù)量的移動式空氣污染監(jiān)測設(shè)備，并進行空氣污染監(jiān)測儀表報警閾值設(shè)置。準備足夠數(shù)量的移動式放射性碘監(jiān)測儀。持續(xù)對反應(yīng)堆廠房氣載放射性監(jiān)測電廠輻射監(jiān)測系統(tǒng)通道進行巡盤和監(jiān)視。在停堆前排空反應(yīng)堆廠房對空地坑，減少對環(huán)境釋放的空氣污染貢獻。n熱停平臺啟動碘監(jiān)測儀、氣溶膠監(jiān)測儀更換濾盒，每7天更換1次，確保監(jiān)測儀表維持良好性能，避免誤報。啟動化學與容積控制系統(tǒng)過濾器監(jiān)測通道抄表工作，跟蹤化學與容積控制系統(tǒng)過濾器輻射水平變化趨勢。根據(jù)運行指令提前隔離和管控一回路吹掃、介質(zhì)暫存受影響的區(qū)域，人員進入需佩戴碘防護面罩。n一回路降溫降壓繼續(xù)監(jiān)測化學與容積控制系統(tǒng)過濾器輻射水平，如達到預警值，立即啟動更換。檢查確認除氣、吹掃以及傳水等操作影響的區(qū)域處于受控狀態(tài)。n反應(yīng)堆廠房通風系統(tǒng)投運T/CNEAXXX-XXXX在反應(yīng)堆廠房通風系統(tǒng)投運過程監(jiān)控電廠輻射監(jiān)測系統(tǒng)廠房監(jiān)測和煙囪監(jiān)測通道讀數(shù)，防止投運過程中導致報警。n氧化凈化在氧化凈化后期為了讓氣體裂變產(chǎn)物從燃料中充分釋放，并確保后續(xù)開大蓋的放化條件，盡可能多地減少主回路中I和Xe的量，具體控制步驟按照機組下行化學和源項控制方案執(zhí)行。從輻射風險管控和評價角度，應(yīng)做如下事項：提前隔離氧化凈化影響區(qū)域，設(shè)備間隔離。調(diào)整冷卻劑電廠輻射監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測通道閾值，進行實時監(jiān)盤。氧化凈化結(jié)束停主泵限值參考5.3。n拆除熱電偶密封拆熱電偶前保障壓力容器頂蓋頂部排氣充分。提醒要求：前四個熱電偶（按圓周分布）逐個拆除。待釋放后確認無報警或異常，再執(zhí)行后續(xù)工作。防護措施：拆熱電偶密封前，投運移動式碘和氣溶膠監(jiān)測儀表進行監(jiān)控。直接拆機械密封人員戴氣面罩。n開壓力容器頂蓋確認一回路放化指標符合開壓力容器頂蓋的限值要求。參考5.4。從起吊大蓋期間，保持惰性氣體、氣溶膠、碘監(jiān)測儀表投運狀態(tài)。大蓋吊離19.5m，關(guān)閉氣體監(jiān)測儀表。大蓋緩慢起吊，期間監(jiān)視電廠輻射監(jiān)測系統(tǒng)廠房監(jiān)測通道和煙囪監(jiān)測通道變化趨勢，滿足條件后可正常吊至大蓋儲存間。開大蓋期間，就地工作人員人員和環(huán)吊司機佩戴碘防護面罩，進入水池底部人員戴氣面罩。大蓋存放間房間提前布置碘風機，并保持投運。n維修停堆期間α污染防護當根據(jù)主回路134I、239Np的放化數(shù)據(jù)判斷需要進行輻射防護α測量時，按照5.5要求監(jiān)控?，F(xiàn)場防護措施具體如下：在大修機組控制區(qū)內(nèi)公共區(qū)域（輻射防護待工點、氣閘門口、工具庫、主通道等）及部分污染區(qū)出入口等，補充布置α表面污染測量儀表，要求人員在監(jiān)測β表面污染同時監(jiān)測α表面污染，α表面污染報警閾值設(shè)定為0.04Bq/cm2。主要防護措施如下：有條件時安排對α污染設(shè)備或場地進行去污。對于高、中α污染擴散風險的工作，有條件時盡可能搭制負壓裝置或防污染SAS（負壓工作棚布置防表面污染和空氣污染的附加防護用品，工作人員佩戴氣面罩或全面罩等呼吸保護裝置。對于低α污染擴散風險工作，現(xiàn)場布置污染場地和防污染附加防護用品，人員佩戴碘防護面罩。α污染場地出口增加防α污染擴散的標識，布置α污染測量儀表。場地進出人員、工具、設(shè)備等都需經(jīng)過α污染測量。對于高和中α污染擴散風險的工作，當天工