核安全是保障核電健康可持續發展的生命線,而核電廠冷源取水安全是影響核電安全穩定運行的關鍵要素之一。根據世界核電運營者協會(WANO)的分析結果,自2004年以來,全球發生了上百起核電廠冷源安全風險事件,多數事件是因海洋生物旺發并會集到取水口造成的,海洋生物旺發已成為影響核電廠冷源取水安全的重要風險因素之一。
同時,在全球氣候變化和人類活動的雙重影響下,近海生態系統結構與功能發生了較大變化,赤潮、綠潮、水母旺發等生態異?,F象頻發,更是加劇了濱海核電廠冷源安全風險。因此,急需加強對核電廠周邊海域的冷源風險生物研究,提高對核電冷源風險生物的監測預警能力,助力我國核電產業高質量發展。
核電廠冷源生物監測預警工作的起點——風險生物目錄
2015年春季,國家海洋環境監測中心生態室關春江團隊,承擔了遼寧紅沿河核電廠冷源安全保障海洋生物監測預警項目。該團隊借鑒在國外學習的技術為基礎,綜合吸收國內外科研成果,結合為期一年的海洋生態基礎調查,創造性地編寫了《核電冷源取水海域風險生物目錄》。
目錄首次給出了核電廠冷源風險生物諸如海藻類、水母類等類別與物種名稱,以及生物量高峰期出現時間;對各種風險生物給出了高、中、低的風險等級評價;對風險生物的個體大小、繁殖放式、漂流路徑等生物學、生態學特征給與了較全面的描述和記錄。目錄的編撰成為核電廠冷源安全保障工作重要參考依據,該技術方法在行業內得到了迅速推廣,國內核電廠先后編撰了相應風險生物目錄。
核電廠冷源風險生物目錄中風險生物的種類不是一成不變,而是需要不斷完善的。有些生物受時間和當時的認知限制,沒有被收錄風險生物目錄之中;有些已經被收錄目錄之中的生物,經過幾年的調查研究,風險生物級別將降級調整;有些生物隨著生態環境的變化,上升為冷源風險生物,或者風險級別提升。至2024年,編撰的風險生物目錄目前已經更新升級到第十三版,基本實現每年升級更新一次以上。
隨著對冷源風險生物研究的逐步深入和完善,以及核電廠冷源安全保障工作的高標準需求,風險目錄的編撰逐步進入科普化、精細化階段??破栈帉懯共煌瑢I背景下的工作人員學習理解更簡單、實際操作更方便、工程實施更容易;精細化編寫將風險生物的風險期要劃分到月、周、日,不同時間段的攔截網網型、網目尺寸大小等更換更精準,工作計劃和工程應對更科學合理。風險目錄的科普化和精細化發展,為冷源安全保障貢獻著力量。
核電廠冷源風險生物監測預警技術——風險綜合評價體系
經過近十年的研發,在開展風險生物生物學和生態學研究的基礎上,國家海洋環境監測中心進一步優化了風險生物的監測站位、監測時間、監測頻率和監測指標;建立了衛星遙感和無人機監測,船基監測、灘涂監測和水下影像監測等立體監測體系。依據積累的大量監測數據,開展了核電廠冷源取水風險生物識別和風險等級劃分研究,建立了風險等級劃分數值標準。
核電廠冷源風險生物監測預警技術,是在立體監測技術體系的運行基礎上,充分掌握海域風險生物的生態變化的過程,綜合水文、氣象條件開展風險生物漂流路徑數值模擬和預警技術研究,構建形成的冷源風險生物綜合評價體系。目前,預警模型可提前3天發出風險預警信息,給核電廠風險防控留出了足夠的時間冗余。

圖為核電冷源取水區風險生物監測預警技術框架
核電冷源風險生物監測預警技術的根本——人才提升和培養
冷源風險生物監測預警團隊經過10年的科技支撐實踐,積累了冷源安全保障監測預警現場經驗,收獲了科研成果,培養了相關領域科技人才。團隊在國內外知名期刊發表相關學術論文10余篇;受邀參加在美國、加拿大、澳大利亞、日本、韓國、俄羅斯、丹麥等國召開的相關國際學術會議,與國內外同行交流分享經驗,共同為世界濱海核電廠冷源安全保障技術的發展貢獻智慧;同時也培養輸送了3名博士生和1名碩士生,為相關技術人才儲備貢獻力量,十年的工作成果多次得到核電廠單位的表揚和感謝。
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