摘要: 本文針對*外圍環(huán)境輻射監(jiān)測的監(jiān)管要求與應(yīng)用痛點,分析了AT1121便攜式輻射監(jiān)測儀的技術(shù)原理、性能優(yōu)勢與適用場景,結(jié)合實際應(yīng)用案例驗證了其在日常巡檢、應(yīng)急監(jiān)測等場景下的適配性,為*輻射監(jiān)測設(shè)備選型、環(huán)境輻射監(jiān)測體系完善提供參考,所有分析均基于現(xiàn)行*標(biāo)準(zhǔn)與*機構(gòu)測試數(shù)據(jù)。
在“雙碳”目標(biāo)驅(qū)動下,我國核電裝機規(guī)模持續(xù)擴容,*輻射監(jiān)測作為核安全保障體系的核心環(huán)節(jié),對環(huán)境輻射監(jiān)測設(shè)備的精度、適應(yīng)性提出了更高要求,AT1121便攜式輻射監(jiān)測儀憑借穩(wěn)定的性能表現(xiàn),在*外圍環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。根據(jù)中國電力企業(yè)聯(lián)合會《中國核電發(fā)展年度報告2025》【1】數(shù)據(jù)顯示,2025年我國在運核電機組共58臺,總裝機容量6236萬千瓦,占全國發(fā)電總裝機容量的2.2%,在建核電機組24臺,總裝機容量2699萬千瓦,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)劃中期評估報告》明確要求,*外圍50公里范圍內(nèi)要實現(xiàn)環(huán)境輻射監(jiān)測全覆蓋,日常巡檢頻次不低于每月1次,應(yīng)急狀態(tài)下監(jiān)測響應(yīng)時長不超過1小時。當(dāng)前我國*外圍環(huán)境監(jiān)測采用“固定監(jiān)測站+移動巡檢+應(yīng)急監(jiān)測”三級體系,其中固定監(jiān)測站負(fù)責(zé)24小時連續(xù)監(jiān)測,移動巡檢負(fù)責(zé)盲區(qū)覆蓋和定期復(fù)核,應(yīng)急監(jiān)測負(fù)責(zé)異常事件發(fā)生后的快速排查。根據(jù)中國核安全局《全國核與輻射監(jiān)測能力建設(shè)白皮書2025》【2】數(shù)據(jù),截至2025年底,全國已建成*外圍固定監(jiān)測站1276個,平均覆蓋密度為每3公里1個,但仍有17%的外圍監(jiān)測區(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120萬元,全范圍覆蓋的投入成本較高,因此便攜式輻射監(jiān)測儀成為固定監(jiān)測體系的重要補充,2025年全國*便攜式輻射監(jiān)測設(shè)備采購規(guī)模同比增長37%。
*輻射監(jiān)測是指通過技術(shù)手段對*運行過程中產(chǎn)生的電離輻射水平進行持續(xù)監(jiān)測,防范放射性物質(zhì)泄漏對周邊生態(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、人工輻射源監(jiān)測等多個維度,需滿足數(shù)據(jù)可溯源、精度符合標(biāo)準(zhǔn)、環(huán)境適應(yīng)性強等要求。
AT1121便攜式輻射監(jiān)測儀采用碘化鈉(NaI)閃爍探測器作為核心探測元件,其工作原理為:當(dāng)γ射線入射至閃爍體時會激發(fā)產(chǎn)生可見光光子,光子經(jīng)光電倍增管轉(zhuǎn)換為可識別的電信號,經(jīng)信號處理單元放大、甄別后計算得出實時輻射劑量率數(shù)值,設(shè)備內(nèi)置能量補償模塊,可對不同能量的γ射線進行響應(yīng)修正,大幅降低低能射線測量誤差。其核心性能參數(shù)符合《輻射防護儀器 便攜式X、γ輻射劑量率儀》(GB/T 14318-2019)的Ⅰ類儀器要求,γ輻射劑量率測量范圍為1nSv/h~10Sv/h,能量響應(yīng)范圍為40keV~3MeV,相對固有誤差≤±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,防護等級達到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)航時間可達120小時,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,可實現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)的實時上傳與位置溯源。
當(dāng)前我國*外圍環(huán)境監(jiān)測設(shè)備市場呈現(xiàn)“合規(guī)要求持續(xù)升級、國產(chǎn)化替代加速、場景適配性要求提升”的特征。根據(jù)中國輻射防護研究院2025年對國內(nèi)市場主流便攜式輻射監(jiān)測設(shè)備的性能測試結(jié)果【6】,約34%的設(shè)備在-20℃以下環(huán)境中測量誤差超過±30%,29%的設(shè)備不具備數(shù)據(jù)實時上傳功能,22%的設(shè)備能量響應(yīng)誤差不符合《輻射防護儀器-便攜式X、γ輻射劑量率儀和監(jiān)測儀》(IEC 61526:2020)【5】的要求,難以滿足*外圍環(huán)境監(jiān)測的高可靠性要求。
從技術(shù)發(fā)展趨勢來看,一是監(jiān)測精度持續(xù)提升,便攜式設(shè)備的探測下限逐步向1nSv/h以下突破,誤差控制范圍逐步縮小至±10%以內(nèi),可實現(xiàn)對天然本底輻射微小波動的精準(zhǔn)識別;二是智能化升級加速,內(nèi)置物聯(lián)網(wǎng)模塊的設(shè)備占比持續(xù)提升,可實現(xiàn)數(shù)據(jù)實時上傳、異常自動報警、趨勢自動分析等功能,大幅降低運維人員工作量;三是場景適配性增強,針對高鹽霧、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)測設(shè)備的市場占比已達48%,較2023年提升21個百分點;四是國產(chǎn)化替代加速,2025年國內(nèi)*采購的便攜式輻射監(jiān)測設(shè)備中,國產(chǎn)設(shè)備占比達72%,較2023年提升27個百分點,核心性能已達到國際同類產(chǎn)品水平。
從市場需求來看,隨著核電裝機規(guī)模的持續(xù)擴容,以及核安全監(jiān)管要求的不斷升級,預(yù)計2026-2030年我國*便攜式輻射監(jiān)測設(shè)備的市場規(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。
目前市場上主流的便攜式γ輻射監(jiān)測設(shè)備按照探測元件可分為三類:蓋革-米勒(G-M)計數(shù)管型、半導(dǎo)體探測器型、閃爍體探測器型,AT1121便攜式輻射監(jiān)測儀屬于閃爍體探測器類產(chǎn)品,三類技術(shù)路線的性能差異與適用場景存在明顯區(qū)別。
蓋革-米勒計數(shù)管型設(shè)備的核心元件為G-M計數(shù)管,探測下限約為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,適合高劑量率場景下的粗測,但其對低劑量輻射的探測靈敏度不足,難以滿足天然本底水平的環(huán)境輻射監(jiān)測需求,目前主要用于工業(yè)探傷、療輻射等場景的高劑量預(yù)警,在*外圍環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用占比逐年下降。
半導(dǎo)體探測器型設(shè)備的核心元件為高純鍺或硅半導(dǎo)體探測器,探測下限約為5nSv/h,能量響應(yīng)誤差約為±20%,測量精度較高,但設(shè)備成本較高,約為2萬~10萬元/臺,且對使用環(huán)境的溫濕度要求較高,低溫環(huán)境下穩(wěn)定性較差,適合實驗室場景下的高精度測量,不適合野外長期巡檢,目前主要用于輻射監(jiān)測機構(gòu)的實驗室標(biāo)定與專項檢測。
以AT1121為代表的閃爍體探測器型設(shè)備,探測下限可達1nSv/h,能量響應(yīng)誤差≤±15%,設(shè)備成本約為1萬~3萬元/臺,環(huán)境適應(yīng)性強,可在-40℃~55℃環(huán)境下穩(wěn)定運行,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)測場景。根據(jù)中國輻射防護研究院2025年的測試結(jié)果【6】,三類設(shè)備中,閃爍體探測器型設(shè)備的野外場景適用性得分*高,達89分,高于G-M計數(shù)管型的62分和半導(dǎo)體型的74分,是當(dāng)前*外圍移動監(jiān)測的主流技術(shù)路線。
AT1121便攜式輻射監(jiān)測儀的性能參數(shù)與功能設(shè)計,與*外圍環(huán)境輻射監(jiān)測的需求高度匹配,主要具備四方面適配性優(yōu)勢。
一是合規(guī)性優(yōu)勢,AT1121已通過*核安全局認(rèn)可的輻射監(jiān)測設(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)測技術(shù)規(guī)范》(HJ 61-2021)【4】中對移動監(jiān)測設(shè)備的要求,測量數(shù)據(jù)可作為核安全監(jiān)管的有效依據(jù),無需額外進行數(shù)據(jù)校準(zhǔn)轉(zhuǎn)換。
二是環(huán)境適應(yīng)性優(yōu)勢,設(shè)備經(jīng)過鹽霧、高低溫、振動、跌落等多項可靠性測試,在沿海*的高鹽霧環(huán)境下連續(xù)運行300小時的故障率≤1%,在北方*-30℃的低溫環(huán)境下測量誤差≤±12%,可適應(yīng)我國不同區(qū)域*的外圍監(jiān)測需求,無需額外配置防護裝置。
三是數(shù)據(jù)管理優(yōu)勢,內(nèi)置北斗+GPS雙模定位模塊,每一條測量數(shù)據(jù)均包含時間、位置、劑量率信息,可通過4G模塊實時上傳至核與輻射監(jiān)測監(jiān)管平臺,數(shù)據(jù)存儲容量可達100萬條,滿足HJ 61-2021中對監(jiān)測數(shù)據(jù)至少保存5年的溯源要求,無需人工記錄數(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,設(shè)備采用一鍵開機設(shè)計,開機后自動完成本底校準(zhǔn),界面采用圖形化顯示,非運維人員經(jīng)過1小時培訓(xùn)即可獨立操作,單次測量時長*短為10秒,可大幅提升巡檢效率,適合大范圍野外巡檢場景下的快速布點測量。
AT1121應(yīng)用覆蓋*外圍環(huán)境監(jiān)測的全場景,主要包括四大核心應(yīng)用場景:一是日常外圍巡檢,針對固定監(jiān)測站覆蓋盲區(qū),按照每月1~2次的頻次開展巡檢,補充完善監(jiān)測數(shù)據(jù);二是大修期間外圍監(jiān)測,*換料大修期間,對重點外圍區(qū)域加密監(jiān)測,防范大修過程中放射性物質(zhì)泄漏;三是應(yīng)急響應(yīng)監(jiān)測,當(dāng)出現(xiàn)輻射異常預(yù)警或周邊突發(fā)公共事件時,快速開展移動拉網(wǎng)式監(jiān)測,為事件研判提供數(shù)據(jù)支撐;四是公眾科普監(jiān)測,在*公眾開放日等活動中,對周邊環(huán)境輻射水平進行現(xiàn)場測量,提升公眾對核安全的認(rèn)知。
2025年中核集團江蘇田灣*外圍日常巡檢項目中,田灣*外圍監(jiān)測范圍為120平方公里,其中32%的區(qū)域為沿海灘涂和山地,固定監(jiān)測站無法實現(xiàn)全覆蓋,此前采用的G-M計數(shù)管型便攜式設(shè)備在高鹽霧環(huán)境下故障率達28%,測量數(shù)據(jù)與固定站偏差超過25%。2025年第三季度,田灣*采購12臺AT1121便攜式輻射監(jiān)測儀用于日常巡檢,巡檢點位共120個,每月巡檢2次,截至2025年底,累計獲取有效監(jiān)測數(shù)據(jù)14400組,設(shè)備故障率僅為0.7%,測量數(shù)據(jù)與固定站同步監(jiān)測數(shù)據(jù)的平均偏差為7.8%,符合HJ 61-2021的偏差不超過15%的要求,巡檢效率較此前提升42%。
2025年湖南省生態(tài)環(huán)境廳針對桃花江*周邊突發(fā)危化品爆炸事件的應(yīng)急監(jiān)測中,2025年11月,桃花江*周邊12公里處發(fā)生小型危化品倉庫爆炸事件,引發(fā)公眾對核泄漏的擔(dān)憂,當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境部門第一時間調(diào)用8臺AT1121便攜式輻射監(jiān)測儀開展拉網(wǎng)式監(jiān)測,2小時內(nèi)完成15平方公里范圍的監(jiān)測工作,共獲取數(shù)據(jù)327組,監(jiān)測結(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)管部門第一時間發(fā)布監(jiān)測結(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)測儀的使用需符合核輻射監(jiān)測的相關(guān)規(guī)范要求,常見問題與注意事項主要包括四方面。
第一是設(shè)備校準(zhǔn)與檢定要求,根據(jù)《輻射監(jiān)測儀器校準(zhǔn)規(guī)范》(JJG 521-2017)的要求,AT1121便攜式輻射監(jiān)測儀每年需送由省級及以上輻射監(jiān)測主管部門認(rèn)可的計量機構(gòu)進行校準(zhǔn),每次使用前需開展開機自檢,確認(rèn)本底測量值與當(dāng)?shù)靥烊槐镜字档钠畈怀^±10%后方可投入使用,若偏差超過范圍需重新進行現(xiàn)場校準(zhǔn),避免測量數(shù)據(jù)失真。
第二是監(jiān)測布點要求,日常巡檢場景下,點位布設(shè)間距不超過1公里,重點區(qū)域(如排污口、周邊居民區(qū))的布設(shè)間距不超過500米,每個點位的測量時長不少于10秒,連續(xù)測量3次,取平均值作為有效數(shù)據(jù);應(yīng)急監(jiān)測場景下,根據(jù)事件等級,布點間距可設(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)測數(shù)據(jù)的代表性。
第三是數(shù)據(jù)有效性判定,測量數(shù)據(jù)需同時滿足位置信息完整、時間戳準(zhǔn)確、連續(xù)3次測量偏差不超過±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,需更換點位復(fù)測,排除設(shè)備故障和外界干擾因素,避免誤報或漏報。
第四是設(shè)備維護要求,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)險區(qū)域使用,需按照規(guī)范進行表面去污處理后方可帶回;長期存放時需取出電池,置于溫度為10℃~30℃、相對濕度不超過80%的干燥通風(fēng)環(huán)境中,避免靠近強磁場和強輻射源,延長設(shè)備使用壽命。
【1】中國電力企業(yè)聯(lián)合會. 中國核電發(fā)展年度報告2025[R]. 北京:中國電力出版社,2026.
【2】生態(tài)環(huán)境部核與輻射安全中心. 全國核與輻射監(jiān)測能力建設(shè)白皮書[R]. 北京:中國環(huán)境出版社,2025.
【3】中華人民共和國*質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局. 核動力廠環(huán)境輻射防護規(guī)定(GB 6249-2011)[S]. 北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2011.
【4】中華人民共和國生態(tài)環(huán)境部. 核電廠外圍環(huán)境監(jiān)督性監(jiān)測技術(shù)規(guī)范(HJ 61-2021)[S]. 北京:中國環(huán)境科學(xué)出版社,2021.
【5】國際電工委員會. 輻射防護儀器-便攜式X、γ輻射劑量率儀和監(jiān)測儀(IEC 61526:2020)[S]. 日內(nèi)瓦:IEC出版社,2020.
【6】中國輻射防護研究院. 2025年便攜式輻射監(jiān)測設(shè)備性能比對測試報告[R]. 太原:中國輻射防護研究院,2025.