辐射科学与核动力工程.ppt
《辐射科学与核动力工程.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《辐射科学与核动力工程.ppt(77页珍藏版)》请在三一办公上搜索。
1、核动力工程与辐射科学,(上),匡 波上海交通大学 核科学与工程学院 2012年,第五章 核安全,何谓核安全问题?以核电站为例,核电站区别于常规电厂的特殊安全问题:核电站有可能发生比设计功率高得多的超功率事故,对控制要求特别高。剩余发热很强,需要长期冷却。放射性(运行、停闭),需要屏蔽。产生大量放射性废物,必须妥善处置。,核安全问题 如何减少由于事故工况下不可控的放射性核素的释放对工作人员、居民和环境造成的危害就成为核电厂区别于常规火电厂的核安全问题。,核电站的风险:事故工况下不可控的放射性核素的释放。,5.1 核电站风险的来源,人类生活在一个充满风险的社会中!,地震,台风,疾病,晒太阳,汽车,
2、火车,炸药,战争,睡觉,社会不安定,劳动,科学探索,任何情况下不能有放射性物质泄漏,放射性,放射性,怎样安全才是足够安全?,从理论上来说,核电厂并非100地安全。从科学的角度看,人们能做的只是将风险降得更低。(可接受的风险)如何以合理可行的手段尽可能降低风险,就构成了核安全的目标。,How Safe is Safe Enough?,风险与利益的平衡,风险的概念,所谓风险是指:人们从事某项活动,在一定时间内给人类带来的危害。,个人风险:单位时间内由于发生某一确定事件而给个人造成的后果。社会风险:对整个社会群体造成的后果。,风险主要包括:经济损失和人员伤亡两个方面。,核安全与风险,可接受的风险值
3、关于核电厂可接受的风险值,美国一般取每人每年死亡概率小于10-7(据美国统计资料:美国社会现有事故风险水平为610-4)。,安全是什么?安全不是目的,安全是达成某种目的所必需的前提条件。安全是使特定工业或社会活动风险可知可控的方法与手段。安全工作以促进社会生产力的进一步提升为最终目的。所有人类社会活动都存在着危险,即不安全因素,关键在于其效益、危险的程度和发生的可能性能否被接受。这就要求安全工作首先要对风险进行分析和评价,使之可知;然后选用特定的措施来进一步防范或减小其后果,使风险成为可控,满足人们的可接受性。,核电危险性的本质,核裂变 强放射性 高温高压水 剩余反应性 衰变热,放射性 核电站
4、的根本威胁,核电站的根本威胁是放射性 放射性的根本来源是被辐照过的燃料元件,核 裂 变,裂变碎片与放射性物质,衰变,衰变,衰变,寿期末:1W热功率所对应的裂变产物(FP)约3.71010BqFP中:裂变气体Kr,Xe,I;98%保留在UO2燃料芯块中;2%在包壳与燃料芯块的间隙中。,高温高压水,几百立方的高温高压水;15.5MPa,破口,喷放,汽化,放射性,融化,压力容器破损,剩余反应性,初始装载量:用于整个堆芯燃料寿期内的燃耗、裂变产物的积累 需通过反应性补偿来抑制初始剩余反应性(采用中子吸收体),衰 变 热,裂变产物、射线 放出热量(衰变热)有些裂变产物的半衰期很长 例,600MW 10
5、hours:P/P01.0%,6MW 1 week:P/P00.1%,0.6MW 30 years:P/P00.01%,0.06MW(60kW)需确保堆芯有效冷却,5.2 核电厂的安全保障,核电厂的基本安全功能(Golden Rule),反应性控制(Control)反应堆反应率可控 余热排出(Cool)燃料有效冷却 放射性包容(Contain)放射性无泄漏,Golden Rule of Reactor Safety,核电厂的安全保障体系,核安全管理核安全审查核安全监督核安全设计核安全文化,安全目标安全标准核安全政策:法规、导则、指导文件独立的核安全监管部门核电厂安全监督管理程序,安全设计准则,
6、安全意识和安全行为,5.3 核安全标准(安全原则),安 全 目 标(Safety Goal),为了对核安全的行为有个衡量标准,国家首先要对核安全要求达到的目标提出一个标准。这称为安全目标(safety goal)。,IAEA-INSAG 的安全目标,国际原子能机构(IAEA)的国际原子能安全咨询委员会(INSAG)安全目标是:堆芯损伤事故的发生频率(CDF)为:现有堆10-4/堆年,新建堆10-5/堆年。,发生大量早期放射性向环境释放事故的概率(LERF),现有堆10-5/堆年,新建堆10-6/堆年。,中国的核安全目标,总目标(最终安全目标)在核动力厂中建立并保持对放射性危害的有效防御,以保护
7、人员、社会和环境免受危害辐射防护目标保证在所有运行状态下核动力厂内的辐射照射或由于该核动力厂任何计划排放放射性物质引起的辐射照射保持低于规定限值并且合理可行尽量低;保证减轻任何事故的放射性后果。,技术安全目标采取一切合理可行的措施防止核动力厂事故,并在一旦发生事故时减轻其后果;对于在设计该核动力厂时考虑过的所有可能事故,包括概率很低的事故,要以高可信度保证任何放射性后果尽可能小且低于规定限值;并保证有严重放射性后果的事故发生的概率极低概率论安全目标(检验标准)每堆年发生严重堆芯损伤事件的频率低于10-5/堆年每堆年需要场外早期响应的大量放射性释放事件的频率低于10-6/堆年,ALARA,核动力
8、厂设计安全规定,2004年4月国家核安全局批准发布,ALARA,所有的危害必须降低到一个水平:As Low As Reasonably Achievable 合理可行尽量低,安全文化(Safety Culture),IAEA-INSAGs official definition:(INSAG-4)Safety culture is that assembly of characteristics and attitudes in organizations and individuals which establishes that,as an overriding priority,nucl
9、ear power plant safety issues receive the attention warranted by their significance.,核安全文化是存在于单位和个人的种种特性和态度的总和,它建立一种超出一切之上的观念,即核电站安全问题由于它的重要性要保证得到应有的重视。,安全文化的提出,1970年代 对投运核电厂的运行安全几种技术上的可靠性、设备与程序的质量,认为所有可能发生的意外均在设计考虑中。1980年代 人因(核电站历史上的两大事故对核安全思想的发展有着重大的影响)三哩岛事故:电厂设计本身存在缺陷-人机接口不完善,相关仪表指示不能真实反映实际的物理现象;
10、人员培训不足、相应的事故处理规程不完备、工作方法不当以及缺乏足够经验。切尔诺贝利事故:事故处置过程暴露了核安全意识的淡薄。运行操纵员及管理的失误原设计上的错误导致堆芯大部分放射性产物释放、人员伤亡的惨痛悲剧。以人因失误为主要对象,寻找通过组织管理减少人因失误,增加作为程序的使用者的可靠性的方法。1990年代 安全文化/IAEA-INSAG-4 核安全文化是存在于单位和个人中的种种特性和态度的总和,它建立一种超出一切之上的观念,即核电厂安全问题由于它的重要性要保证得到应有的重视。,核安全文化的内容,探索的工作态度:把要做的写下来(编写程序、风险分析)Questioning attitude严谨的
11、工作方法:按照所写的去做(严格遵守程序)Rigorous and prudent approach互相交流的工作习惯:做完后及时总结(写报告、反馈)Communication这就是安全文化,核电站工作的三项基本原则,纵深防御(Defense In Depth),理念国际原子能机构核安全标准中安全原则的主要内容此概念必须贯彻于安全有关的全部活动,包括与组织设计或人员行为有关的方面,以保证这些活动均置于重叠措施的防御之下,即使有一种防御失效,亦将得到补偿或纠正 两方面的应用多道防御提供多层次的设备和规程多重屏障提供多道实体屏障,纵深防御概念 多层次的防御,第一层次防御 预防防止偏离正常运行及防止系
12、统失效第二层次防御 监测检测和纠正偏离正常运行状态,以防止预计运行事件升级为事故工况第三层次防御 保护尽管极少可能,某些预计运行事件或假设始发事件的升级仍有可能未被前一层次防御所制止,而演变成一种较严重的事件第四层次防御 缓解针对设计基准可能已被超过的严重事故第五层次防御 应急减轻可能由事故工况引起潜在的放射性物质释放造成的放射性后果,核动力厂设计安全规定 HAF102,2004,应用于核电厂的全部活动,多道屏障,第1道屏障:燃料芯块第2道屏障:元件包壳第3道屏障:一回路压力边界第4道屏障:安全壳,防止放射性物质外泄的4道实体屏障,5.4 核安全管理,核安全管理体系,国际原子能管理部门,监督和
13、指导,培 训,核安全法规,OBJECTIVE OF NUCLEAR LAWTo provide a legal framework for conducting activities related to nuclear energy and ionizing radiation in a manner which adequately protects individuals,property and the environment.(IAEA-International Atomic Energy Agency)为与核能和电离辐射相关的活动提供法律框架,使其能充分保障个人、财产和环境的安全
14、。,基本目的,核安全法规,核安全法规和导则体系,国内法规,核安全法规系列(一),HAF 0 xx/yy/zz-通用系列 包括了国务院发布的核安全监督管理条例、应急响应等方面的行政法规及其实施细则,和核电厂质量保证安全规定及其导则等法律文件HAF 1xx/yy/zz-核动力厂系列 包括了国家核安全局制定的适用于核动力厂选址、设计、运行和退役等方面管理的部门规章HAF 2xx/yy/zz-研究堆系列 包括了国家核安全局制定的适用于研究堆选址、设计、运行和退役等方面管理的部门规章HAF 3xx/yy/zz-核燃料循环设施系列 包括了国家核安全局制定的适用于核燃料循环设施选址、设计、运行和退役等方面管
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 辐射 科学 核动力 工程
链接地址:https://www.31ppt.com/p-5297631.html