核电站退役放射性废物移动放射化学分析实验室(MIRACLE)的跨实验室比对验证研究

为解决核电站退役放射性废物快速准确分析的难题，韩国研究人员开发了移动放射化学分析实验室(MIRACLE)，并通过SUS 304液态参考物质、混凝土和土壤认证参考物质(C-CRM/S-CRM)的跨实验室比对，验证了其对60Co、137Cs等关键核素的检测可靠性。研究采用ISO 13528的En-score评估法，证实MIRACLE在多数指标上满足-1.0 < En < 1.0的合格标准，为核废料分类处置提供了关键技术支撑。

　　

随着韩国首座核电机组古里1号机组(Kori-1 NPP)于2017年永久关闭，核设施退役过程中产生的放射性废物处理成为重大挑战。据国际原子能机构(IAEA)估算，拆除一座900-1300MW压水堆(PWR)将产生约6200吨含金属、混凝土等复杂成分的放射性废物，其中1-2%为高放射性物质。韩国《低中放废物交付条例》(2023-8号)更明确规定需识别占总量95%以上的放射性核素，并检测包括总α在内的15种核素活度。然而，传统实验室分析面临样品运输风险、流程繁琐等问题，亟需开发现场快速检测方案。

为此，韩国能源技术评价规划院(KETEP)支持的研究团队开发了移动放射化学分析实验室(MIRACLE)，并联合W公司(实验室A)、R公司(实验室B)和N公司(实验室C)开展跨实验室比对研究。研究选用模拟不锈钢304酸溶液的SUS 304液态参考物质(SUS 304-liquid-RM)、珠状混凝土认证参考物质(C-CRM)和土壤认证参考物质(S-CRM)，针对⁶⁰Co、¹³⁴Cs、¹³⁷Cs和⁹⁰Sr等关键核素，依据ISO/IEC 17025标准采用En-score法进行结果验证。该成果发表于《Applied Radiation and Isotopes》，为核废料精准分类提供了方法论支撑。

关键技术方法包括：(1)基于古里1号机组废物组成特征，制备含目标核素的SUS 304-liquid-RM、C-CRM和S-CRM；(2)采用ISO 13528规定的En-score法，通过比较实验室测定值(x_i)与参考实验室赋值(x_pt)的偏差，结合扩展不确定度U(x_i)和U(x_pt)进行结果评估；(3)设定-1.0 < En < 1.0为合格阈值，系统验证MIRACLE在移动环境下的分析可靠性。

研究结果
ABSTRACT
MIRACLE对SUS 304-liquid-RM中⁶⁰Co和¹³⁷Cs的检测全部达标(En在-1.0~1.0)，但¹³⁴Cs出现En>1的异常值。值得注意的是，仅实验室A对β辐射体⁹⁰Sr取得En=0.2的优异结果。

Evaluation of the analysis results
对于C-CRM中的⁶⁰Co和¹³⁷Cs，仅实验室B在全活度范围内保持0<>

Conclusions
研究表明MIRACLE对⁹⁰Sr、C-CRM/S-CRM中⁶⁰Co和¹³⁷Cs的分析结果可靠，证实移动实验室能有效克服环境变异影响。通过ISO/IEC 17025要求的跨实验室比对，不仅验证了现场分析的可行性，更建立了核废料快速分类的技术规范。

该研究的创新性体现在三方面：首先，首创将移动实验室应用于核退役场景，解决样品运输瓶颈；其次，通过多基质参考物质(金属/混凝土/土壤)的系统验证，覆盖核废料主要成分；最后，采用国际通用的En-score法，使结果具有横向可比性。正如作者Young-Ku Choi和Chang Heon Lee强调的，这种"现场检测-实验室复核"的双轨模式，既能避免运输风险，又能通过即时反馈优化采样策略，对提升公众核安全信心具有深远意义。未来研究可进一步拓展至α核素和有机废物等复杂基质的分析方法验证。