核电厂地辐射防护(刘原中).ppt

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1、刘原中清华大学核研院2012.11核电厂的辐射防护1,概述核电厂辐射防护设计的目的是建立和保持对核电厂带来的电离辐射危害的有效防御措施，采取多种防护手段，降低核辐射对工作人员、公众的危害，防止确定性效应的发生，并将随机性效应的发生率降低到可接受的水平，保护工作人员、公众和环境的安全。此外，本课程也为实现辐射防护目标提供一些指导。1.1,目的1.2,范围核电厂的辐射防护涉及的方面有：（1）核电厂运行期间对工作人员的辐射防护；（2）核电厂运行期间对公众的辐射防护；（3）核电厂事故工况（包括严重事故）下对工作人员的辐射防护；（4）核电厂事故工况（包括严重事故）下对

2、公众的辐射防护；（5）核电厂退役对工作人员的辐射防护；（6）核电厂退役对公众的辐射防护；（7）放射性废物的操作、处理和贮存的辐射防护。鉴于课时有限，本课程只介绍核电厂运行期间对工作人员的辐射防护。1.3,剂量限值和剂量约束剂量限值是辐射防护三原则之一，对于核电厂的设计来说，应当使运行期间产生的辐射照射不超过为工作人员所规定的剂量限值和剂量约束。剂量限值和剂量约束应符合国标GB18871-2002《电离辐射防护和辐射源安全基本标准》的规定。（1）职业照射工作人员的年个人剂量限值为20毫希沃特（mSv）（5年平均值），任何单一年份不应超过50毫希沃特（mSv）。

3、（2）核安全导则HAD102/12－2011《核动力厂辐射防护设计》（报批稿）中，提出了职业照射工作人员的个人剂量约束应不超过15毫希沃特/年（mSv/a）。1.4,最优化原则的应用辐射防护最优化是辐射防护体系中的重要基本原则，对于核电厂来说，应做到：（1）在考虑了下列经济和社会因素之后，所有的照射都应当保持在规定限值以内，并处于可合理达到的尽量低的水平（即ALARA原则）：1）应当通过辐射防护措施，把核电厂运行状态引起的辐射照射降低到这样的数值，使得进一步增加设计、建造和运行费用与所获得的辐射照射的减少相比已不值得（经济因素）。2）设计中应考虑减小辐射防护

4、控制区中不同类型工作人员所接受到的职业照射剂量的差异，避免放射性工作区的恶劣工作条件（社会因素）。可能受到最大照射的工作人员包括换料、维修、检查和辐射防护人员等。（2）辐射防护最优化应对一系列的防护措施进行选择，例如，屏蔽、通风、控制距离和把辐射照射时间减至最短的手段等。为此，应确定可行的待选方案和比较准则及数值。最后，对这些方案进行评估和比较。（3）最优化的概念还应当用于避免或者减轻导致工作人员或者公众照射的核电厂事故后果的设计特征中。1.5,设计目标对于核电厂运行期间的设计目标主要是：（1）为了保证设计将人员受照剂量降低到可合理达到的尽量低的水平，同时体

5、现最佳实践，应当对职业照射设定个人剂量和集体剂量设计目标。设计目标应体现剂量约束的概念，为剂量限值的一个适当的份额。（2）为了将设计的重点放在对工作人员的个人剂量和集体剂量贡献最大的有关方面，需要对可能受到最大剂量的工作人员组设定集体剂量设计目标，例如维修人员和保健物理人员等。同样，需要对每个工种的集体剂量设定设计目标，例如主要部件的维修、在役检查、换料和废物管理等。与设计关键阶段的剂量评价相结合，上述设计目标可作为剂量监测和运行中剂量管理的依据。（3）集体剂量的设计目标可用人·希沃特/吉瓦·年（man·Sv/GWe·a）的形式来表示。一般而言，集体剂量设计

6、目标应不超过1man·Sv/GWe·a（单一年份的上限值）。2,压水堆(PWR)核电厂简介核电用的核反应堆的堆型有10多种，其中较为成熟的有压水堆、沸水堆、石墨气冷堆（CO2或氦气冷却）、石墨水堆和重水堆。我国目前已建和拟建的堆型有：压水堆（PWR)和重水堆(HWR)、高温气冷堆(HTR)。不同堆型核电厂的堆芯结构、冷却剂、慢化剂、辅助系统等不同，使得为辐射防护设计的基础“辐射源项”（核素种类、活度大小、和分布等）各有不同，使得辐射防护设计上也约有不同，但辐射防护的设计原则都一样。因而以压水堆型核电厂（PWR)为基础介绍的内容，其它堆型核电厂也可参考。对于高

7、温气冷堆HTR和重水堆HWR的“辐射源项”，有特殊的地方也作一些简单介绍。2.1,核电厂的反应堆堆型压水堆(PWR)示意图图2.1给出了压水堆核电厂的主要系统示意图，由该图可知，压水堆核电厂主要系统有：堆本体、一次冷却系统；化容控制系统；堆安全系统；燃料操作系统；三废处理系统；二回路透平发电系统。2.2,压水堆核电厂的主要系统堆本体及一次冷却剂系统布置在安全壳内；化容控制系统及堆安全系统主要设备都布置在辅助厂房内，部分在安全壳内；燃料操作系统主要在燃料厂房内，部分在安全壳内；三废处理系统布置在辅助厂房内；透平发电系统布置在透平厂房内。堆本体是一个圆柱形压力容

8、器（也称压力壳），内部装有堆芯燃料组件及上、下支撑板