核安全的简要历史和若干基本概念汤搏2013年10月

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1、核安全的简要历史和若干基本概念汤搏2013年10月序言“他们说航海有危险，但实际上生活中总是充满危险。他们不懂得船，所以他们不懂得航海。”—独自驾帆船环球航海的16岁荷兰小姑娘劳拉·德克尔一、安全的基本概念1.安全是人类永恒的问题自人类诞生以来，人类就一直面临着安全问题。远古的人类面临的是食物短缺、野兽和疾病威胁等自然灾害，近代人类又面临着战争、环境问题等附加人为灾害。未来的人类是否会考虑小行星撞击以及其它现在未知的威胁？2.安全是一个相对的概念既然人类要永恒面对安全问题，则安全一定是一个相对的概念，而绝对的安全是不存在的。衡量

2、一件事情是否安全，只能放在其所处环境中，与其它事情比较才有意义。孤立地讨论一件事情的安全与否无法得出有意义的结论。3.安全是一个变化的概念随着人类所处环境的变化，人们对一件事情的安全评判也会发生变化。如处于饥饿状态的人更多地考虑的是食物的获得，而不是食物的卫生。现在的人类也不会更多地考虑小行星的撞击，但未来很可能会。4.需要为安全建立度量为了比较不同事情的安全水平，一定要建立一个安全的度量。如果一件事情的不利后果已发生，我们将其称为“灾难”。当然灾难之间是可以比较的，但存在的问题是仅仅考虑灾难的话，人类的生活将是悲观的。如已知

3、的约6500万年前的小行星撞击导致了包括恐龙在内的大多数生物灭绝，未来不能排除发生类似的撞击，那么人类的生活还有何意义呢？当然我们直观地意识到虽然撞击后果很严重，但可能性很低。这样我们就可以看到，我们通常考虑安全是从后果和可能性两方面考虑的。我们将一件事情可能的不利后果和发生概率的乘积称为“风险”。科学界大多数同意将风险作为安全的度量指标。核安全是所有安全问题的组成部分，也必须按照同样的方式思考问题。5.安全是控制风险而不是消除风险既然不存在绝对安全，则安全一定是将风险控制在可接受程度，而不是彻底消除风险。还必须注意到的是

4、“凡事有一利则有一弊”。“一件事情带给我们的利益足够大，而其代价可承受，我们则认为该件事情是安全的”。“安全是利益和代价的平衡”。二、核安全的简要历史1.SCRAM-防止链式反应失控在建设世界上第一座反应堆芝加哥1号时，费米等核物理学家担心的是一旦链式反应被触发，能否得到控制。所以反应堆设置了两套自动控制和一套手动控制系统，同时设置了一个安全控制棒斧头人（SafetyControlRodAxeMan,SCRAM），时刻准备砍断吊挂着安全控制棒的绳索，以“防止链式反应失控”。2.设计裕度-纵深防御概念的起源在芝加哥1号建设时，位于

5、汉福特的军用生产堆也在紧张建设过程中。军用生产堆的建设是由杜邦公司负责的。虽然核物理学家们对自己的计算都很有信心，但承建反应堆的化学工程师们则根据工业经验表示质疑，坚持在工程中保留设计裕度，采用冗余等手段，这被视为“纵深防御”概念的起源。3.最坏的可想象事故-远距离厂址政策在早期的研究堆和生产堆主要服务于军事用途，且主要位于偏远地区的状况下，为保证公众安全，核安全管理采取的是考虑“最坏的可想象事故”，即全堆芯熔化，并且不考虑任何包容来评价所需要的禁区半径。AEC推荐的禁区半径是：R（mile）=0.01×[反应堆堆芯热功率（Kw）]

6、0.5。这个公式被称为“指数原则”。毫无疑问，为满足指数原则，厂址必须选择在远离居民区的地方，所以这时的核安全管理又称为“远距离厂址政策”（remotesiting）。4.安全壳-工程安全设施1952年，美国要在离纽约州圣莱克迪镇19英里的克诺斯原子能实验室建设一座潜艇用原型钠冷反应堆，这不能够满足远距离厂址概念。因此反应堆采用了球型钢制安全壳作为安全措施，美国原委会接受了这一做法，但此时仍然不将这样的措施作为距离隔离概念的有效替代。由于这是采用“工程措施”解决“安全问题”，因而产生了一个术语“工程安全设施”。5.可信事故-设计基准

7、事故的基础1953年代，美国开始考虑核电建设。即使考虑了安全壳这样的“工程安全设施”，后果仍然不能承受（AEC语：“除了离人口中心几百英里的地方，否则无法选到核电厂址），此时AEC（原委会）开始用“可信事故”的概念替代“最坏的可想象事故”。可信事故的选择基于AEC专家的判断，但一个基本前提是只考虑单一设备的损坏，如某根管道的破裂或某个泵的故障。对于某些人质疑的“多设备故障”问题，AEC只简单地解释“我们认为不可信”（概率风险分析技术的发展和三哩岛事故将改变一些基本认识，后续讨论）。可信事故构成了“设计基准事故”概念和“确定论安全要求

8、”的重要基础，可信事故和工程安全设施概念的采用才使核电的建设成为可能。对轻水堆核电厂，由于认为LBLOCA（大破口失水事故）导致的后果最严重，LBLOCA成为所谓“最大可信事故”。6.选址源项-TID-14844建设核电还有其他需要确