核电厂三级概率安全分析综述

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1、核电厂三级概率安全分析方法综述苏州热工研究院2012年11月3三级PSA结果及应用2三级PSA技术方法路线内容4总结1三级PSA研究目的1.三级PSA研究目的一级PSA二级PSA三级PSA堆芯损坏频率（CDF）源项及频率公众健康和社会环境的后果风险PSA的三个级别：三级PSA是根据二级PSA确定的源项结果，研究放射性核素在环境中的迁移和扩散，评价放射性事故对公众健康造成的影响以及经济后果。1.三级PSA研究目的厂外后果评价的相关法规要求：1986年8月21日，NRC提出了两个定性的安全目标——两个“千分之一”HAF102“……提供发生堆芯严重损坏状态的概率评价以及要求厂外早期响应的放射性物质向

2、厂外大量释放的风险的评价；”国家核安全局在核安全审评原则中明确提到应开展二、三级PSA”。核电厂环境辐射防护相关规定（例如GB6249-2011）明确规定了电厂在事故情况下剂量的限值。日本福岛事故后，业内对严重事故下的电厂应急能力和厂外后果的评价工作越来越重视；目前厂外后果的评价工作，其源项数据一般来源于FSAR的事故分析，或者WASH-1400的源项。很有必要将源项计算和后果分析联系起来进行系统研究，更符合电厂实际情况。2.三级PSA技术方法路线三级PSA技术路线框架图：2.1放射性源项2.1放射性源项方法：源项输入时，对每一个源项组充分说明从电厂释放的放射性核素随时间的变化特性。对放射性核

3、素规定下列参量：•源项及释放频率；•释放高度；•报警时间（为了开始厂外应急对策措施）；•释放的时间特性：释放开始时间，释放持续时间；•与释放有关的能量，即烟羽所含热量；•源项的物理及化学特征：微粒-尺寸分布、化学性质（三种吸入类型）、水分。2.1放射性源项2.2大气扩散与沉积2.2大气扩散与沉积方法：进行气象数据抽样：选择有代表性的天气序列。采用后果模型（高斯模型）来模拟释放的放射性物质随大气的扩散。2.2大气扩散与沉积气象数据抽样：使用原因：在放射性烟羽行进期间，天气条件可能会发生变化。理论上来说，事故发生的时间可以是全年8760小时内的任何一个时段，这些时段中气象条件的逐时变化可能会有不同

4、的序列。节省工作量；给出出现各种后果的正确概率。方法：随机抽样；循环抽样；重要度抽样/分层取样。2.2大气扩散与沉积特定效应：考虑到各种不能忽略的效应，应当对基本的高斯模型进行修正。效应产生原因处理方法烟羽的热抬升严重事故中，放射性物质向环境的泄露往往伴有大量的热量，导致热烟气的抬升布列格斯公式发射性的损耗放射性衰变放射性核素衰变引起损耗如果核素在t=0时刻的量为Q，到t时刻则将为Qexp(−λt)干湿沉积沉积过程使放射性物质迁移，如撞击障碍物造成的沉积（干沉积）和降雨清洗造成的沉积（湿沉积）。干沉积速率、冲洗系数建筑物尾流在事故中，放射性流出物可能被排放到反应堆建筑的湍流尾流中对尾流进行主观

5、推理性的假设逆温层在大气边界层的上方有一层温度梯度强烈为正的稳定层。在稳定层中湍流强度大大减小，而且该稳定层的底部对烟羽的向上扩散形成了一个有效的屏障。假设在地面和逆温层间发生多次反射2.3对每种途径进行剂量评价2.3对每种途径进行剂量评价剂量评价通过剂量学模型通常提供的剂量转换因子，描述了放射性物质在人体内随时间的迁移，计算出个人和群体所接受的潜在辐射剂量――各种途径下的累积剂量。人体累积辐射剂量的5个重要途径：类型剂量途径剂量转换因子早期健康效应1.从烟云吸入吸入转换因子2.烟云通过时的外照射（烟云照射）烟云外照射剂量转换因子3.沉积放射性核素的外照射（地面照射）地面照射剂量转换因子晚期健

6、康效应4.食入，包括污染的蔬菜、牛奶、奶制品和农作物剂量转换因子和食入浓度因子的乘积5.吸入再悬浮的放射性核素（内照射）再悬浮常数2.4对策措施2.4对策措施短期对策措施隐蔽受影响的人群发放稳定碘片长期对策措施避迁食物控制土地净化人体去污撤离对策措施的类型：2.4对策措施方法：在后果程序中模拟对策措施。撤离——撤离模型；隐蔽——利用反应堆周边的建筑物来隐蔽自己，远离γ射线的外照射。对采取隐蔽措施的人群设定屏蔽因子；禁用——受放射性污染的牛奶和农作物等将被扣押没收。禁用模型；去污——指清理或移除放射性核素。使用去污因子，即原有污染浓度除以去污后的浓度。2.5健康效应评价2.5健康效应评价通常对反

7、应堆事故下放射性物质的释放要考虑三种辐射照射的健康效应：早期和持续躯体效应，晚期躯体效应和遗传效应。早期和持续躯体效应由早期伤害和死亡构成，通常可以在接受高的急性剂量之后观察到，并且在照射后的数日到数周内发生，一般考虑为几天到一年内显现出来的效应。晚期躯体效应包括晚期的癌症死亡效应，和非致命如甲状腺节结的肿瘤效应。通常在照射后的一年至数十年内才能被观察到。遗传效应是由后代表现出来的遗传疾病。2.5