核安全的基本概念

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1、核安全管理与文化第一章第一章第一章第一章 核安全的基本概念核安全的基本概念核安全的基本概念核安全的基本概念主讲：杨燕华 上海交通大学核科学与工程学院 2007年9月第一章第一章 核安全的基本概念核安全的基本概念 1.1 核电站的危险来源 1.2 核电厂的安全保障 1.3 核安全标准核安全法规核安全文化核安全监督管理核事故应急事故分析事故研究事故对策确定论分析概率论分析未来堆改进辐射防护和 放射性废物管理核安全范围核安全范围核安全范围核安全范围安全设计核安全核安全核安全核安全核安全核安全1.1 1.1 核电站的危险来源核电站的危险来源核电站的危险来源核电站的危险来源? ?核电危险性的本质核电危险

2、性的本质? ?核电站风险的来源核电站风险的来源? ?核电站的基本安全功能核电站的基本安全功能核电危险核电危险核电危险核电危险性的本质性的本质性的本质性的本质? ?核裂变核裂变核裂变核裂变功率徒升的可能功率徒升的可能功率徒升的可能功率徒升的可能? ?强放射性强放射性强放射性强放射性 辐射损伤辐射损伤辐射损伤辐射损伤? ?高温高压水高温高压水高温高压水高温高压水融化和喷放融化和喷放融化和喷放融化和喷放? ?剩余反应性剩余反应性剩余反应性剩余反应性潜在的能量来源潜在的能量来源潜在的能量来源潜在的能量来源? ?衰变热衰变热衰变热衰变热停堆后继续过热的可能停堆后继续过热的可能停堆后继续过热的可能停堆后继

3、续过热的可能Nuclear chain reactionNuclear chain reaction裂变碎片与放射性物质裂变碎片与放射性物质裂变碎片与放射性物质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3.7x1010BqFP中：气体Kr，Xe, I98%保留在UO2芯块中1.0% 1.0% ， 6MW6MW 1w1w： P/PP/P0 00.1% 0.1% ， 0.6MW0.6MW 30y30y： P/PP/P0 00.01% 0.01% ， 0.06MW (60kw)0.06MW (60kw)? ?需确保堆芯有效冷却需确保堆芯有效冷却核电厂的风险来源核电

4、厂的风险来源核电厂的风险来源核电厂的风险来源同任何其它工业一样，核电站也可能存在同任何其它工业一样，核电站也可能存在 一下问题一下问题? ?设计上的错误设计上的错误? ?制造上的缺陷制造上的缺陷? ?建造和安装上的错误建造和安装上的错误? ?运行和维护上的错误运行和维护上的错误? ?设备故障设备故障 核电站的安全性必须有一定的标准来 衡量，一定的安全保障措施来实现安全目标安全目标管理制度 安全设计 安全文化管理制度 安全设计 安全文化核电厂的基本安全功能核电厂的基本安全功能核电厂的基本安全功能核电厂的基本安全功能( (Golden RuleGolden Rule) )? ?反应性控制反应性控制

5、 ( (Control)Control)? ?反应堆功率可控反应堆功率可控? ?余热排出余热排出 ( (Cool)Cool)? ?燃料有效冷却燃料有效冷却? ?放射性包容放射性包容 ( (Contain)Contain)? ?放射性无泄漏放射性无泄漏Golden Rule of Reactor Safety1.2 1.2 核电厂的安全保障核电厂的安全保障? ?核安全管理制度核安全管理制度? ?许可证制度许可证制度? ?核安全审查核安全审查? ?核安全监督核安全监督? ?核安全设计核安全设计? ?核安全文化核安全文化? ?安全目标安全目标? ?安全标准安全标准? ?核安全政策：法规、导核安全政策

6、：法规、导 则、指导文件则、指导文件? ?独立的核安全监管部门独立的核安全监管部门? ?核电站安全监督管理程核电站安全监督管理程 序序? ?安全设计准则安全设计准则? ?安全意识和安全行为安全意识和安全行为1.3 1.3 核安全标准核安全标准核安全标准核安全标准可以接受的可以接受的不可接受的不可接受的安全标准核安全标准核安全标准核安全标准核安全标准 安全目标 纵深防御 安全文化国内标准国际标准IAEA美国标准NRCINSAG提出了三个 统领全局的核安全 总原则安全目标安全目标安全目标安全目标为了对核安全的行为有个衡量标准，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国

7、家首先要对核安全要求达到的目标提出 一个一个标准标准。这称为。这称为安全目标安全目标（safety safety goalgoal）Safety Goal安全目标安全目标安全目标安全目标- -Safety GoalSafety Goal? ?IAEAIAEA的安全目标的安全目标? ?美国的核安全目标美国的核安全目标? ?我国现行核安全目标我国现行核安全目标Safety GoalIAEAIAEAINSAG INSAG 的的的的安全目标安全目标安全目标安全目标国际原子能机构的国际原子能安全咨询委国际原子能机构的国际原子能安全咨询委 员会的安全目标是：员会的安全目标是：? ?堆芯损伤事故堆芯损伤事故

8、的发生频率为：现有堆的发生频率为：现有堆1010- -4 4/ /堆堆 年、新堆年、新堆1010- -5 5/ /堆年堆年?发生大量早期放射性向环境释放事故的概 率，现有堆10-5/堆年，新建堆10-6/堆年美国的美国的美国的美国的安全目标安全目标安全目标安全目标19861986年美国颁布年美国颁布“ “安全目标政策声明安全目标政策声明” ”? ?定性目标定性目标? ?公众中的每个人都应当获得一定程度的保护，使他不承受因公众中的每个人都应当获得一定程度的保护，使他不承受因 核电厂运行后果而明显增加的生命和健康风险核电厂运行后果而明显增加的生命和健康风险? ?核电厂运行造成生命与健康的社会风险应

9、当与其他替代发电核电厂运行造成生命与健康的社会风险应当与其他替代发电 手段的风险相当或更低，而且，核电厂风险不应明显增加社手段的风险相当或更低，而且，核电厂风险不应明显增加社 会总风险会总风险? ?定量目标定量目标? ?核电厂周围由核事故造成核电厂周围由核事故造成急性死亡急性死亡的人均风险，不应超过美的人均风险，不应超过美 国人值常可能遭受的各种其他事故下急性死亡总风险的国人值常可能遭受的各种其他事故下急性死亡总风险的0.10.1? ?核电厂附近居民因核电厂运行而遭受核电厂附近居民因核电厂运行而遭受癌症死亡癌症死亡的风险不应超的风险不应超 过由其他原冈造成的过由其他原冈造成的 癌症死亡总风险的

10、癌症死亡总风险的0.10.1? ?发生发生堆芯损伤事故堆芯损伤事故的概率，现有堆的概率，现有堆1010- -4 4/ /堆年堆年，新建堆，新建堆1010- -5 5/ /堆年堆年? ?发生大量发生大量早期放射性向环境释放事故早期放射性向环境释放事故的概率，现有堆的概率，现有堆1010- -5 5/ /堆堆 年年，新建堆，新建堆1010- -6 6/ /堆年堆年两个千分之一准则两个千分之一准则我国的我国的我国的我国的安全目标安全目标安全目标安全目标? ?19911991年，国家核安全局颁发的年，国家核安全局颁发的年，国家核安全局颁发的年，国家核安全局颁发的 核电厂设计安全核电厂设计安全 规定规定

11、 HAF102HAF102 ，其中对安全目标的定义了，其中对安全目标的定义了，其中对安全目标的定义了，其中对安全目标的定义了三种三种三种三种 表达形式表达形式表达形式表达形式? ?20022002年年年年8 8月，国家核安全局颁发了新建核电厂设月，国家核安全局颁发了新建核电厂设月，国家核安全局颁发了新建核电厂设月，国家核安全局颁发了新建核电厂设 计中几个重要安全问题的技术政策，其中对安计中几个重要安全问题的技术政策，其中对安计中几个重要安全问题的技术政策，其中对安计中几个重要安全问题的技术政策，其中对安 全目标的定义进行了修正全目标的定义进行了修正全目标的定义进行了修正全目标的定义进行了修正,

12、 ,有有有有四种四种四种四种表达形式表达形式表达形式表达形式? ?2002004 4年年年年4 4月，国家核安全局颁发了新版月，国家核安全局颁发了新版月，国家核安全局颁发了新版月，国家核安全局颁发了新版 核动力核动力 厂设计安全规定厂设计安全规定 HAF102HAF102 ，对安全目标的定义，对安全目标的定义，对安全目标的定义，对安全目标的定义 了了了了三种三种三种三种表达形式表达形式表达形式表达形式中国核安全目标中国核安全目标中国核安全目标中国核安全目标: Safety Goal: Safety Goal? ?总目标（总目标（总目标（总目标（最终安全目标最终安全目标最终安全目标最终安全目标）

13、 在核动力厂中建立并保持对在核动力厂中建立并保持对 放射性危害的有效防御，放射性危害的有效防御， 以保护人员、社会和环境以保护人员、社会和环境 免受危害免受危害? ?辐射防护目标辐射防护目标辐射防护目标辐射防护目标? ?保证在所有运行状态下核保证在所有运行状态下核 动力厂内的辐射照射或由动力厂内的辐射照射或由 于该核动力厂任何计划排于该核动力厂任何计划排 放放射性物质引起的辐射放放射性物质引起的辐射 照射保持低于规定限值并照射保持低于规定限值并 且合理可行尽量低，且合理可行尽量低，合理合理 可行尽量低可行尽量低；? ?保证减轻任何事故的放射保证减轻任何事故的放射 性后果。性后果。? ?技术安全

14、目标技术安全目标技术安全目标技术安全目标? ?采取一切合理可行的措施防止核采取一切合理可行的措施防止核 动力厂事故，并在一旦发生事故动力厂事故，并在一旦发生事故 时减轻其后果；时减轻其后果；? ?对于在设计该核动力厂时考虑过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放射性后果尽可能小且低于规定 限值；限值；? ?并保证有严重放射性后果的事故并保证有严重放射性后果的事故 发生的概率极低发生的概率极低? ?概率论安全目标概率论安全目标概率论安全目标概率论安全目标( (

15、 ( (检验标准检验标准检验标准检验标准) ) ) )? ?每堆年发生严重堆芯损伤事件的每堆年发生严重堆芯损伤事件的 频率低于频率低于1010- -5 5? ?每堆年需要场外早期响应的大量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放射性释放事件的频率低于1010- -6 6ALARAALARA指导性指标指导性指标核动力厂设计安全规定核动力厂设计安全规定 ，20042004年年4 4月国家核安全局批准发布月国家核安全局批准发布ALARAALARA所有的危害必须降低到一个水平所有的危害必须降低到一个水平: :As Low As Reasonably AchievableAs Low A

16、s Reasonably Achievable 合理可行尽量低合理可行尽量低纵深防御纵深防御国际原子能机构核安全标准中安全原则的主要原则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。纵深防御的出发点纵深防御的出发点? ?核电厂的设计总是有瑕疵的核电厂的设计总是有瑕疵的? ?设备有时会有故障设备有时会有故障? ?操作员偶尔也会出错操作员偶尔也会出错关键是要保证有足够深度 防御瑕疵、故障和错误的 能力，使得它们不增加事 故危害的风险关键是要保证有足够深度 防御瑕疵、故障和错误的 能力，使得它们不增加事 故危害的风险纵深防御的应用纵深防御的应用? ?第一层次的应用第一层次的应用? ?提供提供多层次多层次的设备和规程，或称的设备和规程，或称多道防御多道防御多道防御多道防御