六、核安全概述(完)

1第６章

核安全概述內(nèi)容介紹：

6.1核電站的危險來源

6.2構(gòu)筑核電站的固有安全

6.3保障核安全的有力措施

6.4核事故的經(jīng)驗教訓(xùn)6.5核能安全核能發(fā)電和原子彈爆炸的區(qū)別

6.1核電站的危險來源核電危險性的本質(zhì)核電站風(fēng)險的來源核電站的基本安全功能核電危險性的本質(zhì)核裂變－－功率徒升的可能強放射性－－輻射損傷高溫高壓水－－融化和噴放剩余反應(yīng)性－－潛在的能量來源衰變熱－－停堆后繼續(xù)過熱的可能放射性--核電站的根本威脅核電站的根本威脅是放射性放射性的根本來源是被輻照過的燃料元件核電站風(fēng)險的來源Nuclearchainreaction裂變碎片與放射性物質(zhì)

衰變

衰變

衰變壽期末：1W熱功率所對應(yīng)的裂變產(chǎn)物（FP）約3.7x1010BqFP中：氣體Kr，Xe,I98%保留在UO2芯塊中<2在間隙中高溫高壓水幾百立方米水153bar破口噴放汽化放射性融化壓力容器破損剩余反應(yīng)性初始裝載量用于整個堆芯燃料壽期內(nèi)的燃耗、裂變產(chǎn)物的積累通過反應(yīng)性補償抑制初始剩余反應(yīng)性中子吸收體衰變熱裂變產(chǎn)物

、射線與物資作用產(chǎn)生熱能（衰變熱）裂變產(chǎn)物的半衰期很長例，600MW 10h：P/P0>1.0%，6MW 1w：P/P0>0.1%，0.6MW 30y：P/P0>0.01%，0.06MW(60kw)需確保堆芯有效冷卻核電廠的基本安全功能(GoldenRule)反應(yīng)性控制(Control)反應(yīng)堆功率可控余熱排出(Cool)燃料有效冷卻放射性包容(Contain)放射性無泄漏輻射安全要求

輻射安全的角度看，電廠正常運行時排放的放射性廢物對環(huán)境的影響很小，對選址；有影響的主要還是核電廠事故時可能對居民造成的危害，所以，通常一個國家的核電廠選址標(biāo)準(zhǔn)，其主要內(nèi)容之一是規(guī)定事故條件下的最大釋放量。反應(yīng)堆正常運行時按“放射防護(hù)規(guī)定”對附近居民的劑量限值為每年全身5×10-3Sv；在核電廠發(fā)生重大的假想事故情況下，應(yīng)保證居民不受超過規(guī)定的劑量限值的照射。人口密度分布是目前選址要考慮的一個重要因素，但不是唯一因素，需綜合考慮廠址的其它各種條件，隨著技術(shù)水平和安全研究的不斷發(fā)展，核電廠的設(shè)計和安全設(shè)施的日趨完善可靠，特別是隨著核電廠建造和運行經(jīng)驗的不斷積累，人口密度分布限制會進(jìn)一步減小，甚至有可能在靠近大城市的位置建造核電廠。13核電站在“選址、設(shè)計、建造、調(diào)試和運行、退役”五個階段全面貫徹國家的核安全法規(guī)、導(dǎo)則和標(biāo)準(zhǔn)堅持安全第一、質(zhì)量第一、預(yù)防為主的方針考慮縱深防御的原則為防止放射性物質(zhì)釋放，設(shè)置四道安全屏障按照核安全法規(guī)要求建立完善的管理制度和質(zhì)量保證體系加強經(jīng)驗反饋、不斷改進(jìn)和追求卓越６.２構(gòu)筑核電站的固有安全14核電站的設(shè)計、建造和運行，依據(jù)國際原子能機構(gòu)提出的縱深防御原則，從設(shè)備和措施上提供多層次的重疊保護(hù)，確保放射性物質(zhì)能有效地包容起來，不發(fā)生泄漏

縱深防御包括以下五道防線：第一道：保證設(shè)計、制造、建造和運行、檢修的質(zhì)量，防止出現(xiàn)偏差

第二道：嚴(yán)格執(zhí)行運行規(guī)程，遵守運行技術(shù)規(guī)程，及時檢測和糾正偏差，對非正常運行加以控制，防止演變成事故第三道：萬一偏差未能及時糾正，發(fā)生設(shè)計基準(zhǔn)事故時，自動啟動電廠安全系統(tǒng)和保護(hù)系統(tǒng)，防止事故惡化第四道：萬一事故未能得到有效控制，啟動事故處理規(guī)程，保證安全殼的完整性，防止放射性物質(zhì)外泄第五道：如果上述各道防線都失效，立即啟動場外應(yīng)急響應(yīng)，努力減輕事故對公眾和環(huán)境的影響

６.２構(gòu)筑核電站的固有安全15第一道屏障：燃料芯塊第二道屏障：燃料包殼第三道屏障：壓力容器及一回路第四道屏障：安全殼６.２構(gòu)筑核電站的固有安全第四道屏障安全殼防止放射性大量向外釋放核反應(yīng)堆及主冷卻劑系統(tǒng)裝設(shè)在堅固的安全殼廠房內(nèi)，安全殼由0.9-1米厚的預(yù)應(yīng)力混凝土建成，并內(nèi)襯6毫米厚的鋼質(zhì)密封層。安全競是防止放射性泄漏的第三道屏障６.２構(gòu)筑核電站的固有安全17國家頒布了放射性污染防治法國務(wù)院頒布了《民用核設(shè)施安全監(jiān)督管理條例》《核安全設(shè)備監(jiān)督管理條例》設(shè)置了專門的核安全監(jiān)管機構(gòu)-國家核安全局，對核電站采取全壽期、全過程的監(jiān)督管理活動。負(fù)責(zé)行政執(zhí)法、許可證管理、技術(shù)審查和評價、監(jiān)督檢查等活動培育核安全文化，從硬件、軟件、管理和文化等多層面、全方位提升核電站的安全和可靠性建立核電站事故應(yīng)急體系和應(yīng)急預(yù)案，確保社會和公眾安全６.３保障核安全的有力措施18階段必須提交的報告許可證種類選址廠址安全分析報告選址階段環(huán)境影響評價報告批準(zhǔn)書建造初步安全分析報告建造階段環(huán)境影響評價報告建造許可證首次裝料最終安全分析報告裝料階段環(huán)境影響評價報告場區(qū)應(yīng)急預(yù)案首次裝料批準(zhǔn)書運行試運行總結(jié)報告修訂的最終安全分析報告試運行階段環(huán)境評價報告修訂的場區(qū)應(yīng)急預(yù)案運行許可證退役退役申請報告退役環(huán)境評價報告退役批準(zhǔn)書６.３保障核安全的有力措施１）核事故分級及世界幾大核事故2）美國三哩島核電站事故3）前蘇聯(lián)切爾諾貝利核事故4）福島核電站事故的經(jīng)驗教訓(xùn)5）思考與行動６.４核事故的經(jīng)驗教訓(xùn)20普通事件沒有產(chǎn)生場外影響，核設(shè)施內(nèi)工作人員遭受過量輻射1）核事故分級及世界幾大核事故21歷史核事故事故級別1979年美國三哩島核事故51986年蘇聯(lián)切爾諾貝利核事故72011年日本福島核事故71）核事故分級及世界幾大核事故22美國三哩島核電站事故事故過程：1979年3月28日，位于美國賓夕法尼亞州的三哩島核電站（壓水堆）發(fā)生嚴(yán)重的失水事故，反應(yīng)堆大部分燃料元件損壞甚至熔化事故原因：操作人員的錯誤判斷事故后果：對環(huán)境和公眾影響不大事故告訴我們：1.人因事故是存在的，需要足夠的時間對事件做出正確的判斷2.堆芯熔化是現(xiàn)實和可能的3.安全殼對放射性的包容很重要，壓水堆是足夠安全的2）美國三哩島核電站事故23三哩島事故的經(jīng)驗教訓(xùn)三哩島事故后，核工業(yè)界完成了改進(jìn)設(shè)計與人員培訓(xùn)的《三哩島行動計劃》，有以下幾個方面減少人因失誤的技術(shù)措施：

1.改進(jìn)主控室人機接口

2.開發(fā)新型事故處理規(guī)程

3.加強操縱員培訓(xùn)

4.加強經(jīng)驗反饋工作在設(shè)計過程中，充分考慮最大假想事故和極端事故。經(jīng)過多年的努力，現(xiàn)在的壓水堆核電站設(shè)計安全性是很高的2）美國三哩島核電站事故24前蘇聯(lián)切爾諾貝利核事故事故過程：1986年4月26日，前蘇聯(lián)基輔東北部的切爾諾貝利核電站（石墨堆）4號機組突然爆炸起火，核燃料元件被炸出堆外。含有巨量放射性物質(zhì)的蒸汽和濃煙進(jìn)入大氣，釀成一起震撼世界的嚴(yán)重核泄漏事故事故后果：嚴(yán)重影響了當(dāng)?shù)鼐用竦恼Ｉa(chǎn)和生活。同時，明顯破壞了周圍的生態(tài)環(huán)境事故警示：1.核事故是十分可怕的，核無小事2.石墨反應(yīng)堆技術(shù)不可靠，應(yīng)廢棄3.再次證明的人的錯誤會造成惡果3）前蘇聯(lián)切爾諾貝利核事故25切爾諾貝利事故的經(jīng)驗教訓(xùn)國際原子能機構(gòu)認(rèn)定：切爾諾貝利核事故中暴露出來的主要問題是蘇聯(lián)核安全管理中在設(shè)計、管理、文化三方面的存在嚴(yán)重問題歸結(jié)為幾個方面的啟示：

1.國家層面上應(yīng)建立安全監(jiān)管機構(gòu)和管理制度

2.核電站應(yīng)加強安全管理

3.提高設(shè)計安全標(biāo)準(zhǔn)，強化嚴(yán)重事故分析

4.加強人員培訓(xùn)，增強操作人員對機組的理解

5.編制高質(zhì)量的工作大綱，優(yōu)化操作規(guī)程

6.加強核安全文化意識3）前蘇聯(lián)切爾諾貝利核事故26福島核電站：

福島一站6臺機組，福島二站4臺機組。均為早期設(shè)計的沸水堆4）福島核電站事故的經(jīng)驗教訓(xùn)

27福島核電站事故原因分析:地震烈度和水淹高度均超出了原核電廠設(shè)計基準(zhǔn)電站設(shè)計壽命40年，已經(jīng)到達(dá)退役時間，設(shè)備老化福島核電站是在美國三哩島核電站事故前設(shè)計和建造，六十年代的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn),未充分借鑒三哩島事故后行動計劃，沒有考慮堆芯熔化、氫氣爆炸和安全殼超壓的風(fēng)險，沒有針對嚴(yán)重事故的管理規(guī)程事故后響應(yīng)不及時，沒有能夠在第一時間采取有效的事故處理措施,事故應(yīng)急準(zhǔn)備不夠，事故處理和終止事故范圍擴(kuò)大化似乎缺乏必要的組織和資源支持4）福島核電站事故的經(jīng)驗教訓(xùn)

28核能是天使也是魔鬼

發(fā)展核電，安全第一要有風(fēng)險意識、憂患意識，不斷改進(jìn)、追求卓越核能從業(yè)者應(yīng)該有足夠的核能和核安全知識、技術(shù)和管理能力、職業(yè)道德、責(zé)任和犧牲精神，危機關(guān)頭，社會和公眾利益至上核工業(yè)是個特殊的行業(yè)，要培育核安全文化，嚴(yán)謹(jǐn)和自律，每個環(huán)節(jié)、每道工序都要確保質(zhì)量和可靠性，出不得半點差錯核設(shè)施的設(shè)計、制造、建造、調(diào)試和運行各個環(huán)節(jié)應(yīng)該恪盡職守，聯(lián)防聯(lián)守，共同鑄就牢固的安全防線要考慮嚴(yán)重事故和超設(shè)計基準(zhǔn)事故，考慮極端自然災(zāi)害和人為事件加強核安全的監(jiān)督管理加強公眾參與、普及核能與核安全知識加強事故應(yīng)急的組織和協(xié)調(diào)能力、加大資源投入5）思考與行動29改進(jìn)型壓水堆(二代+、三代)對嚴(yán)重事故的主要緩解措施可以防止氫氣爆炸有氫氣復(fù)合器可以防止放射性物質(zhì)直接向環(huán)境排放通過蒸汽發(fā)生器實現(xiàn)一回路含有放射性水和氣體與自然環(huán)境的有效隔離可以防止高壓下堆芯熔化在反應(yīng)堆容器壓力過高時，通過穩(wěn)壓器卸壓，確保冷卻水的安全注入可以實現(xiàn)放射性物質(zhì)包容安全殼自由容積大，能夠有效地容納放射性物質(zhì)，即使安全殼高出設(shè)計值，也可以通過安全殼泄壓過濾系統(tǒng)釋放壓力，保證了安全殼的完整性和環(huán)境安全如果發(fā)生全廠斷電，對比福島，我國核電站的應(yīng)對措施5）思考與行動30《國務(wù)院20110316常務(wù)會議關(guān)于核電安全四條決定》立即組織對我國核設(shè)施進(jìn)行全面安全檢查。通過全面細(xì)致的安全評估，切實排查安全隱患，采取相關(guān)措施，確保絕對安全切實加強正在運行核設(shè)施的安全管理。核設(shè)施所在單位要健全制度，嚴(yán)格操作規(guī)程，加強運行管理。監(jiān)管部門要加強監(jiān)督檢查，指導(dǎo)企業(yè)及時發(fā)現(xiàn)和消除隱患全面審查在建核電站。要用最先進(jìn)的標(biāo)準(zhǔn)對所有在建核電站進(jìn)行安全評估，存在隱患的要堅決整改，不符合安全標(biāo)準(zhǔn)的要立即停止建設(shè)嚴(yán)格審批新上核電項目。抓緊編制核安全規(guī)劃，調(diào)整完善核電發(fā)展中長期規(guī)劃，核安全規(guī)劃批準(zhǔn)前，暫停審批核電項目包括開展前期工作的項目5）思考與行動31國務(wù)院統(tǒng)一部署:2011年3月至12月，環(huán)境保護(hù)部（國家核安全局）、發(fā)展改革委（國家能源局）和中國地震局對全國41臺運行、在建核電機組，3臺待建核電機組，以及各民用研究堆和核燃料循環(huán)設(shè)施進(jìn)行了綜合安全檢查。檢查依據(jù):我國核安全法律法規(guī)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)開展，參照了國際原子能機構(gòu)最新發(fā)布的核安全標(biāo)準(zhǔn)，并借鑒了福島核事故經(jīng)驗教訓(xùn)?？傮w結(jié)論：我國核安全標(biāo)準(zhǔn)全面采用國際原子能機構(gòu)的安全標(biāo)準(zhǔn)，核安全法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)體系與國際接軌。民用核設(shè)施在選址中對地震、洪水等外部事件進(jìn)行了充分論證。核電廠在設(shè)計、制造、建設(shè)、調(diào)試和運行等各環(huán)節(jié)均進(jìn)行了有效管理，總體質(zhì)量受控。5）思考與行動核電站對人類的影響極小法律規(guī)定，對于居住在核電廠周邊的居民來說，平均劑量不得大于1毫希/人·年，是天然本底劑量的40%。根據(jù)實際測量結(jié)果來看，核電站對周圍居民造成的輻射劑量約為0.02毫