核電廠三級(jí)概率安全分析綜述

1、核電廠三級(jí)概率安全分析核電廠三級(jí)概率安全分析方法綜述方法綜述 3 3 三級(jí)三級(jí)psapsa結(jié)果及應(yīng)用結(jié)果及應(yīng)用 2 2 三級(jí)三級(jí)psapsa技術(shù)方法路線技術(shù)方法路線內(nèi)容內(nèi)容 4 4 總結(jié)總結(jié) 1 1 三級(jí)三級(jí)psapsa研究目的研究目的1.1.三級(jí)三級(jí)psapsa研究目的研究目的堆芯損堆芯損壞頻率壞頻率（cdf）源項(xiàng)及源項(xiàng)及頻率頻率公眾健康和公眾健康和社會(huì)環(huán)境的社會(huì)環(huán)境的后果風(fēng)險(xiǎn)后果風(fēng)險(xiǎn) 三級(jí)三級(jí)psa是根據(jù)二級(jí)是根據(jù)二級(jí)psa 確定的源項(xiàng)結(jié)果，研究放射性核素在環(huán)境中的確定的源項(xiàng)結(jié)果，研究放射性核素在環(huán)境中的遷移和擴(kuò)散，評(píng)價(jià)放射性事故對(duì)公眾健康造成的影響以及經(jīng)濟(jì)后果。遷移和擴(kuò)散，評(píng)價(jià)放射性事故

2、對(duì)公眾健康造成的影響以及經(jīng)濟(jì)后果。1.1.三級(jí)三級(jí)psapsa研究目的研究目的u1986年8月21日，nrc提出了兩個(gè)定性的安全目標(biāo)兩個(gè)定性的安全目標(biāo)兩個(gè)兩個(gè)“千分之一千分之一”uhaf102 “提供發(fā)生堆芯嚴(yán)重?fù)p壞狀態(tài)的概率評(píng)價(jià)以及要求廠外早期響應(yīng)的放射性物質(zhì)向廠外大量釋放的風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)價(jià)；”u國(guó)家核安全局 在核安全審評(píng)原則中明確提到應(yīng)開(kāi)展二、三級(jí)開(kāi)展二、三級(jí)psa”。u核電廠環(huán)境輻射防護(hù)相關(guān)規(guī)定（例如gb 6249-2011 ）明確規(guī)定了電廠在事故情況下劑量的限值。u日本福島事故后，業(yè)內(nèi)對(duì)嚴(yán)重事故下的電廠應(yīng)急能力和廠外后果的評(píng)價(jià)工作越來(lái)越重視；u目前廠外后果的評(píng)價(jià)工作，其源項(xiàng)數(shù)據(jù)一般來(lái)源于fs

3、ar的事故分析，或者wash-1400的源項(xiàng)。很有必要將源項(xiàng)計(jì)算和后果分析聯(lián)系起來(lái)進(jìn)行系統(tǒng)研究，更符合電廠實(shí)際情況。2. 三級(jí)三級(jí)psa技術(shù)方法路線技術(shù)方法路線三級(jí)三級(jí)psa技術(shù)路線框架圖：技術(shù)路線框架圖：2.1 放射性源項(xiàng)放射性源項(xiàng)2.1 放射性源項(xiàng)放射性源項(xiàng)方法：源項(xiàng)輸入時(shí)，對(duì)每一個(gè)源項(xiàng)組充分說(shuō)明從電廠釋放的放射性核素隨時(shí)間的變化特性。對(duì)放射性核素規(guī)定下列參量： 源項(xiàng)及釋放頻率； 釋放高度； 報(bào)警時(shí)間（為了開(kāi)始廠外應(yīng)急對(duì)策措施）； 釋放的時(shí)間特性：釋放開(kāi)始時(shí)間，釋放持續(xù)時(shí)間； 與釋放有關(guān)的能量，即煙羽所含熱量；源項(xiàng)的物理及化學(xué)特征：微粒-尺寸分布、化學(xué)性質(zhì)（三種吸入類型）、水分。2.1 放

4、射性源項(xiàng)放射性源項(xiàng)2.2 大氣擴(kuò)散與沉積大氣擴(kuò)散與沉積2.2 大氣擴(kuò)散與沉積大氣擴(kuò)散與沉積進(jìn)行氣象數(shù)據(jù)抽樣：選擇有代表性的天氣序列。采用后果模型（高斯模型）來(lái)模擬釋放的放射性物質(zhì)隨大氣的擴(kuò)散。2.2 大氣擴(kuò)散與沉積大氣擴(kuò)散與沉積氣象數(shù)據(jù)抽樣：使用原因： 在放射性煙羽行進(jìn)期間，天氣條件可能會(huì)發(fā)生變化。理論上來(lái)說(shuō)，事故發(fā)生的時(shí)間可以是全年8760小時(shí)內(nèi)的任何一個(gè)時(shí)段，這些時(shí)段中氣象條件的逐時(shí)變化可能會(huì)有不同的序列。 節(jié)省工作量；給出出現(xiàn)各種后果的正確概率。方法：隨機(jī)抽樣；循環(huán)抽樣；重要度抽樣/分層取樣。 2.2 大氣擴(kuò)散與沉積大氣擴(kuò)散與沉積特定效應(yīng)：考慮到各種不能忽略的效應(yīng)，應(yīng)當(dāng)對(duì)基本的高斯模型進(jìn)

5、行修正。效應(yīng)效應(yīng)產(chǎn)生原因產(chǎn)生原因處理方法處理方法煙羽的熱抬升嚴(yán)重事故中，放射性物質(zhì)向環(huán)境的泄露往往伴有大量的熱量，導(dǎo)致熱煙氣的抬升布列格斯公式發(fā)射性的損耗放射性衰變放射性核素衰變引起損耗如果核素在t=0時(shí)刻的量為q，到t時(shí)刻則將為qexp(t)干濕沉積沉積過(guò)程使放射性物質(zhì)遷移，如撞擊障礙物造成的沉積（干沉積）和降雨清洗造成的沉積（濕沉積）。干沉積速率、沖洗系數(shù)建筑物尾流在事故中，放射性流出物可能被排放到反應(yīng)堆建筑的湍流尾流中對(duì)尾流進(jìn)行主觀推理性的假設(shè)逆溫層在大氣邊界層的上方有一層溫度梯度強(qiáng)烈為正的穩(wěn)定層。在穩(wěn)定層中湍流強(qiáng)度大大減小，而且該穩(wěn)定層的底部對(duì)煙羽的向上擴(kuò)散形成了一個(gè)有效的屏障。假設(shè)在

6、地面和逆溫層間發(fā)生多次反射2.3 對(duì)每種途徑進(jìn)行劑量評(píng)價(jià)對(duì)每種途徑進(jìn)行劑量評(píng)價(jià)2.3 對(duì)每種途徑進(jìn)行劑量評(píng)價(jià)對(duì)每種途徑進(jìn)行劑量評(píng)價(jià)劑量評(píng)價(jià)通過(guò)劑量學(xué)模型通常提供的劑量轉(zhuǎn)換因子，描述了放射性物質(zhì)在人體內(nèi)隨時(shí)間的遷移，計(jì)算出個(gè)人和群體所接受的潛在輻射劑量各種途徑下的累積劑量。人體累積輻射劑量的5個(gè)重要途徑： 類型類型 劑量途徑劑量途徑 劑量轉(zhuǎn)換因子劑量轉(zhuǎn)換因子早期健康效應(yīng)1.從煙云吸入吸入轉(zhuǎn)換因子2.煙云通過(guò)時(shí)的外照射（煙云照射）煙云外照射劑量轉(zhuǎn)換因子3.沉積放射性核素的外照射（地面照射）地面照射劑量轉(zhuǎn)換因子晚期健康效應(yīng)4.食入，包括污染的蔬菜、牛奶、奶制品和農(nóng)作物劑量轉(zhuǎn)換因子和食入濃度因子的乘積

7、5.吸入再懸浮的放射性核素（內(nèi)照射）再懸浮常數(shù)2.4 對(duì)策措施對(duì)策措施2.4 對(duì)策措施對(duì)策措施人體去污人體去污撤離撤離對(duì)策措施的類型：對(duì)策措施的類型：2.4 對(duì)策措施對(duì)策措施在后果程序中模擬對(duì)策措施。q撤離撤離撤離模型；q隱蔽隱蔽利用反應(yīng)堆周邊的建筑物來(lái)隱蔽自己，遠(yuǎn)離射線的外照射。對(duì)采取隱蔽措施的人群設(shè)定屏蔽因子；q禁用禁用受放射性污染的牛奶和農(nóng)作物等將被扣押沒(méi)收。禁用模型；q去污去污指清理或移除放射性核素。 使用去污因子，即原有污染濃度除以去污后的濃度。2.5 健康效應(yīng)評(píng)價(jià)健康效應(yīng)評(píng)價(jià)2.5 健康效應(yīng)評(píng)價(jià)健康效應(yīng)評(píng)價(jià)q通常對(duì)反應(yīng)堆事故下放射性物質(zhì)的釋放要考慮三種輻射照射的健康效應(yīng)：早期和持續(xù)

8、軀體效應(yīng)，晚期軀體效應(yīng)和遺傳效應(yīng)。早期和持續(xù)軀體效應(yīng)早期和持續(xù)軀體效應(yīng)由早期傷害和死亡構(gòu)成，通常可以在接受高的急性劑量之后觀察到，并且在照射后的數(shù)日到數(shù)周內(nèi)發(fā)生，一般考慮為幾天到一年內(nèi)顯現(xiàn)出來(lái)的效應(yīng)。晚期軀體效應(yīng)晚期軀體效應(yīng)包括晚期的癌癥死亡效應(yīng)，和非致命如甲狀腺節(jié)結(jié)的腫瘤效應(yīng)。通常在照射后的一年至數(shù)十年內(nèi)才能被觀察到。遺傳效應(yīng)遺傳效應(yīng)是由后代表現(xiàn)出來(lái)的遺傳疾病。2.5 健康效應(yīng)評(píng)價(jià)健康效應(yīng)評(píng)價(jià)分析各種器官的輻射劑量和軀體效應(yīng)發(fā)生的概率（劑量風(fēng)險(xiǎn)或劑量響應(yīng)關(guān)系）之間的關(guān)系。 個(gè)人受到輻射照射產(chǎn)生的健康效應(yīng)，一般分為“確定性的”效應(yīng)和“隨機(jī)性的”效應(yīng)。 劑量響應(yīng)和風(fēng)險(xiǎn)之間存在一定關(guān)系。 2.5

9、健康效應(yīng)評(píng)價(jià)健康效應(yīng)評(píng)價(jià)考慮哪些考慮哪些劑量途徑劑量途徑劑量響應(yīng)劑量響應(yīng)/風(fēng)險(xiǎn)關(guān)系風(fēng)險(xiǎn)關(guān)系（風(fēng)險(xiǎn)轉(zhuǎn)換因子）（風(fēng)險(xiǎn)轉(zhuǎn)換因子）劑量評(píng)價(jià)健康效應(yīng)評(píng)價(jià)2.6 經(jīng)濟(jì)后果評(píng)價(jià)經(jīng)濟(jì)后果評(píng)價(jià)2.6 經(jīng)濟(jì)后果評(píng)價(jià)經(jīng)濟(jì)后果評(píng)價(jià)放射性事故帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失包括人體健康的損壞、土地的放射性污染、持續(xù)的輻射照射等。經(jīng)濟(jì)損失包括以下幾個(gè)方面：q人的健康損壞造成的經(jīng)濟(jì)損失q人均撤離和避遷成本q人均居住、商業(yè)和公共區(qū)域的價(jià)值和去污成本q每畝土地的產(chǎn)出價(jià)值、土地價(jià)值和去污成本2.6 經(jīng)濟(jì)后果評(píng)價(jià)經(jīng)濟(jì)后果評(píng)價(jià)q在經(jīng)濟(jì)模型中只是簡(jiǎn)單常規(guī)的計(jì)數(shù)和加法qcrac2要求的關(guān)于經(jīng)濟(jì)的輸入（1980年的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和成本估計(jì)值）：3.三級(jí)三級(jí)psa

10、結(jié)果及應(yīng)用結(jié)果及應(yīng)用q總劑量風(fēng)險(xiǎn)為：總劑量風(fēng)險(xiǎn)為： dn = si (ri di，n) dn=第n種情況下總劑量風(fēng)險(xiǎn)值，n=1、2、3及4(廠址24小時(shí)，廠址72小時(shí)，公眾24小時(shí)，公眾72小時(shí))； ri=釋放類別i的釋放頻率； di,n=第n種情況下釋放類別i 的平均劑量3.三級(jí)三級(jí)psa結(jié)果及應(yīng)用結(jié)果及應(yīng)用q三級(jí)三級(jí)psa 的結(jié)果的結(jié)果通常將健康和經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)表示為“補(bǔ)余累積分布函數(shù)”（ccdf） ，該函數(shù)給出了一些后果出現(xiàn)的總頻率，如早期和晚期的死亡數(shù)目。q補(bǔ)余累積分布函數(shù)（ccdf）：對(duì)連續(xù)函數(shù)，所有大于a的值，其出現(xiàn)概率的和。3.三級(jí)三級(jí)psa結(jié)果及應(yīng)用結(jié)果及應(yīng)用q用來(lái)作為制定電廠應(yīng)急對(duì)策措施的輸入為應(yīng)急政策的制定和決策提供技術(shù)支持；q設(shè)計(jì)階段，核電廠安全目標(biāo)的制定和優(yōu)化為核電廠安全政策的制定及決策方面提供技術(shù)支持；q對(duì)可選的設(shè)計(jì)特性、運(yùn)行和維修變化、過(guò)程變化、改進(jìn)或執(zhí)照問(wèn)題作出評(píng)價(jià)；q環(huán)境影響評(píng)價(jià)根據(jù)安全目標(biāo)對(duì)通用或特定廠址完成社會(huì)、個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)價(jià)，與概率安全準(zhǔn)則作比較，作為對(duì)公眾和社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)的一種度量；4.結(jié)論結(jié)論p方法方法三級(jí)psa后果程序要求提供的數(shù)據(jù)很多，而且涵蓋了極廣的專題，不能將程序作為一個(gè)“黑盒子”加以使用，需要在psa專業(yè)和涉及到的其他專業(yè)間找到一個(gè)平衡點(diǎn)；p