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我国辐射环境监测技术现状及发展趋势环境保护部辐射环境监测技术中心赵顺平E-mail:ZSP@RMTC.org.cn2011年9月1日辐射环境监测技术辐射环境监测技术辐射探测技术、核仪器核工程、核技术气象、水文地理、社会心理等环境生态学辐射防护、剂量学辐射环境监测目前在应用上发展十分迅辐射环境监测目前在应用上发展十分迅速，但主要技术上的发展却十分缓慢速，但主要技术上的发展却十分缓慢z基础学科技术，如辐射防护、辐射剂量学、环境生态学、气象水文地理等已是经典学科，仅是知识利用问题；z辐射探测技术，则发展缓慢;核仪器仪表则与仪器仪表制造技术基本同步；z相对较快的是一些辅助技术在环境监测中的应用：如：信息网络技术、软件，而恰恰是这些技术，使辐射环境监测技术发展到了一个新阶段辐射探测技术进展辐射探测技术进展z辐射探测器的定义：利用辐射在气体、液体或固体中引起的电离电离、激发激发效应或其它物理、化学变化进行辐射探测的器件称为辐射探测器辐射探测器：气体探测器(电离室、正比计数管、G－M计数管)闪烁体（无机、有机、液体）半导体探测器（HPGE、Si(Li)）累积剂量测量（CR39、TLD、|OSL）主要分类辐射探测技术较成熟经典、创新空间不大辐射探测技术较成熟经典、创新空间不大我国辐射探测技术现状我国辐射探测技术现状z北京核仪器厂(261厂)z闪烁型探测器、GM探测器、电离室、正比计数管等国内独此一家，部分产品出口，但仪器仪表制造技术一般；z几家小规模的组装公司z重要探测器（如：HPGe探测器）不能生产；z我国辐射探测技术的研发制造同国外发达国家相比处于较低水平，近期也不存在大幅提升的条件近年来较新的辐射探测技术近年来较新的辐射探测技术zLaBr3闪烁探测器zOSL（光致发光）累积剂量测量z高分辨质谱仪z其他技术,电子脉冲制冷技术z高能物理领域的研究探索辐射探测技术已达到的水平辐射探测技术已达到的水平z超级灵敏：HPGe谱仪一般可测到低于0.1Bq水平的放射性，液闪谱仪则可测到低于0.01Bq水平的放射性，ICP-MS则更低，如液闪测量水中的氚，其质量比已达到10-18的水平。远远高于辐射环境监测的要求；z不足：对低水平的放射性测量（通过计数方式），需要很长时间。辐射污染的辐射污染的特殊性特殊性对辐射环境监测提出更高要求对辐射环境监测提出更高要求::z辐射(电离辐射、电磁辐射）污染看不见、闻不到，人类无法感知的特性，决定了辐射污染防治对于辐射环境监测的高度依赖；z对人体健康的危害严重（致癌效应、遗传效应）要求监测要“事前”而尽量不是“事后”；z公众高度敏感，“核恐惧”在全球范围内长期存在，监测要“以人为本”。辐射环境监测的目的辐射环境监测的目的(1)掌握区域辐射环境质量状况和变化趋势，为评价区域辐射环境质量和国民公众剂量提供基础资料；(2)监控核设施和伴有辐射设施的辐射污染排放，为环境执法和辐射污染防治提供科学依据；(3)预警核与辐射事故（事件），确保核与辐射环境安全；(4)在事故情况下及时开展应急监测，为应急防护决策提供第一手资料；(5)为公众提供环境安全信息，促进核与辐射设施与周围公众的和谐相处。分析结论：分析结论：z现有辐射探测技术已完全能满足辐射环境监测的要求；仪表制造技术的发展则是更方便于环境监测工作；z需要进一步提升以更好实现上述辐射环境监测目的的反而是辅助技术：信息网络、综合分析、智能决策的软件；z近年来国内外发展迅速的是网络化的监测技术，也我今天介绍的重点。z我们的工作目的（实际上是最高目标）——全面掌握区域内辐射环境的动态水平及其变化，预警辐射事故，发现任何污染及影响程度z达到这一目的最重要的途径——进行全面的、持续的、系统的环境监测z最有效的手段——建立监测网部分国家辐射环境监测网国别机构监测网德国联邦环境放射性调查机构IMIS(IntegratedMeasurementInformationSystem)丹麦RISONationalLabHealthProt.EmergencyResponsePublicInformationNetwork挪威辐射防护协会MEMbrain（MajorEmergencyManagementbrain-computer）瑞士NationalEmergencyCenterNetworkForAutomaticDoseRateAlarmingandMonitoring比利时公共卫生和环境部AutomaticMeasurementNetworkforRadioactivity芬兰CenterforRadi.&Nuc.SafetySVO+瑞典SwedenRadi.Prot.Institute日本科技厅NetworkforNationwideEnviron.RadioactivitySurveillance英国UKDOERIMENT(RadiationIndirectMonitoringNetwork)UKNRPB以研究为目的的监测网法国IPRNTELERAY监测网加拿大HealthCanadaCANNET(CanadianEnviron.RadioactivityMonitoringNetwork美国NRC核电站周围外剂量监测网EPAERAMS(EnvironmentalRadiationMonitoringSystem)EMLSASP(SurfaceAirSamplingProgram)EMLGPSP(GlobalPrecipitationSamplingProgram)联合国CTBT/InternationalMonitoringSystem(IRS)自动监测网的优点自动监测网的优点z提供实时、连续的监测数据z监测结果稳定可靠，基本不受人为因素干扰z大幅度降低人员劳动，在恶劣环境中也能孜孜不倦地工作z在污染环境中对工作人员是最好的辐射防护手段自动监测网可实现的监测内容自动监测网可实现的监测内容zγ辐射剂量率zγ能谱（核素识别）z气溶胶采样，总α/总β、γ核素测量z水体总α/总β、γ核素测量z气象等其他辅助参数测量自动监测网的作用自动监测网的作用z长期连续的监测可获得动态的环境本底水平及变化，为评价环境质量和公众剂量提供基础资料z对辐射水平的任何非预期的增加给出警告，以便在放射性事故发生时发出报警信号z事故状态下，可以提供辐射污染水平的概况，根据监测数据以及在事故发生前获得的正常本底水平，便可在事故发生后对其环境影响进行评价z有利于掌握放射性物质在环境中的输运过程，并有助于通过放射生态学模型改进剂量评价等研究自动监测网的局限性自动监测网的局限性z许多监测项目还无法做到自动z点位是死的z某些项目采取自动监测会牺牲探测限z仪器故障不能及时发现，数据具有欺骗性z维护较困难z投资巨大建设国家辐射应急监测网的优化方案建设国家辐射应急监测网的优化方案z规模适度的自动监测网（见后页）zγ辐射剂量率首选，根据需要布设气溶胶、水体自动站z人工监测站z巡测队z航测（国家级后备）国家辐射应急监测网的设点原则国家辐射应急监测网的设点原则•监测站应该有尽可能大的领土覆盖和地理分布，但到底布多少，与国情有关，一般来说，单位面积内的监测站的数量越少，监测站的分布位置就显得更加重要•监测站选点应该尽可能照顾到行政区划，每省都应有；应充分考虑边境设点•监测站选点应充分考虑人口分布，主要行政中心和人口中心应设监测点（环境敏感点）•监测点应有尽可能靠近核设施和其它重要放射源的监测点（预警点）部分国家辐射应急监测系统部分国家辐射应急监测系统简介简介11..芬兰：芬兰：STUKSTUK－伽玛剂量率监测－伽玛剂量率监测zSTUK与地方机构合作建立自动化伽玛剂量率监测站网络。z监测站都是基于GM计数管探测器。z监测网络包括70个AAM中央监测站和220个子监测站。z监测站都设置在当地的营救和消防站。z报警水平：400nSv/h。zSTUK与地方机构合作建立自动化伽玛剂量率监测站网络。z监测站都是基于GM计数管探测器。z监测网络包括70个AAM中央监测站和220个子监测站。z监测站都设置在当地的营救和消防站。z报警水平：400nSv/h。1.1.芬兰芬兰z芬兰气象研究院zFMI控制8个自动化伽玛剂量率监测站。z监测站记录相应的降雨强度。z5个监测站使用对NaI(Tl)探测器。z3个监测站使用单NaI(Tl)探测器。z湿沉积下，外部剂量率增加量的探测下限约为10nSv/h。z降雨量数据从350个气象观察站获得。分布芬兰芬兰核电站－外部剂量率核电站－外部剂量率监测监测z芬兰的两座核电站都安装有环状自动化外部剂量率监测网络，并整合到国家监测系统中。zLoviisa核电站，第一环有4个探测器，第二环有11个探测器。zOlkiluoto核电站，第一环有5个探测器（不连接国家网络），第二环有10个探测器。z监测站都使用GM计数管探测器。z每个核电站周围都布置4个大体积空气采样器。z采样器使用玻璃纤维过滤器与活性炭过滤器联合。z每月更换2次，样品被送到STUK分析。z在反应堆添加燃料和例行维护时，辅助空气采样器被放置在核电站周围进行监测，采样周期为每周1次。z空气中的放射性物质的监测由STUK、FMI和防卫力量共同执行。z两种最基本的监测站类型：–具备报警能力的气溶胶连续测量监测站；–配备过滤器或者活性炭的气溶胶采样站（样品送回实验室分析）。zFMI气溶胶监测站分布zFMI控制14个气溶胶β活度监测站。z每个过滤器都安装了用于β计数的GM计数管，因此具有早期预警功能。z报警能力：人工β放射性活度的增加量超过2Bq/m3时，衰变几小时后。z过滤器每周更换1次。z过滤器在实验室进行αβ活度分析，衰变5天后，对人工放射性活度的探测限约为200μBq/m3。22..德国德国：：基本情况基本情况z德国对于公众的电离辐射防护与维护级别分为地方、州、国家三级。z联邦政府控制着一个全国范围的监测与信息系统（IMIS）。该系统包括在线网络部分和实验室部分。zIMIS系统包括：–5个全国范围的固定监测网络；–25个移动监测单元（车载、机载、舰载）；–43个特定实验室；–1个数据处理系统（IMIS-IT）；–分析核素迁移和剂量预测的计算机模型。z1、德国IMIS网络的剂量率监测点位分布z联邦辐射防护办公室（Bfs）负责运行自动化伽玛监测网络。该网络包括2150个剂量率监测点，都使用GM计数管探测器。z大气层放射性研究院（IAR）负责检测自动监测网和空气监测网的数据有效性和一致性，结果传送到联邦环境部、自然保护与反应堆安全机构（BMU）。z单个监测点，连续3个每分钟平均值超过限值就会报警，相邻2个监测点在1小时内有相同的报警信息，IAR数据中心就会响应。z德国气象服务中心使用气象雷达监测降雨量。核设施周围的监测系统核设施周围的监测系统z德国对特定地点的监测包括在线监测系统（KFU）和核电站周围地区采样和测量程序（REI）。zKFU系统整合了在线伽玛剂量率监测网络，距离核电站10公里，按扇区和人口分布覆盖。zIMIS所属的监测网络在核电站周围25公里范围内增加到20~40个监测点。zKFU系统都配备有实时大气输运计算程序。z德国IMIS空气监测站分布德国境内，有51个空气监测站。z德国天气服务中心（DWD）控制39个自动化在线监测站，使用配备了高分辨率伽玛谱仪的过滤器带系统和配备总αβ计数器的过滤器带系统来测量气溶胶。每个监测站协同配置一个剂量率监测网络的监测点。监测站还配备固定式就地伽玛谱仪。zBfs控制12个在线空气监测站，配置了αβ气溶胶及碘联合探测器。33、美国、美国1、EML实验室1946年成立，原属美国能源部，现属国土安全部EML的全球监测网（GlobalNetwork）包括：SSAP、Fallout、Soil、Sediment等z其中SSAP180个点；Fallout226个;Soil817个2、EPA实验室NationalAirandRadiationEnvironmentalLaboratoryEstablishedin1959Operatesthe