对纵深防御的思考.pdf

《对纵深防御的思考.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、对纵深防御的思考范育茂朱宏（环境保护部西南核与辐射安全监督站，成都，610041）摘要：日本福岛核事故是世界核电运行史上首个由于极端自然灾害导致多个反应堆堆芯损坏的严重事故，将对全球核能发展产生深刻的影响。本文对作为核安全基本原则的纵深防御进行了梳理和讨论，概述了纵深防御的涵义及其发展，描述了其实施过程；在分析福岛核事故暴露出的问题和带来的挑战之基础上，对后福岛时代的纵深防御体系给出了几点初步思考。关键词：福岛核事故纵深防御核安全设计基准1引言2011年3月11日，日本东北地区发生里氏9.0级特大地震，加上随之而来的巨大海啸，导致福岛第一核电站(Fu

2、kushimaDai-ichiNuclearPowerStation)发生严重事故，成为世界核电五十多年运行历史上首个由于极端外部自然事件导致多个反应堆堆芯损坏的核电站。福岛核事故反映出当前人类社会对极端自然灾害的认识还存在局限性，直接挑战了核能界对核事故风险的传统认识，人们不能再以福岛核事故前的思维来对待核安全问题了。福岛核事故，正在促使各国重新审视现有的核安全监管框架，反思对核安全的本质认识，加紧研究很多过去未曾考虑或忽视的核安全议题，如一址多堆核电机组的相互影响、极端外部事件叠加导致的多机组严重事故预防与缓解、实体屏障发生共模失效的概率及应对措

3、施等。在此背景下，有必要对纵深防御(Defense-In-Depth)这一核安全的基本原则和根本理念进行重新梳理和讨论，总结经验、吸取教训，以“亡羊补牢”，真正确保后福岛时代的核安全“万无一失”。本文即是对此议题的初步思考。2纵深防御2.1涵义及其发展纵深防御是上世纪50年代逐步发展起来的一种核安全策略。对于纵深防御的概念，迄今为止还没有一个权威的官方定义，但全世界核能界对之的理解和应用基本一致，都视之为核安全的基本原则，核心理念是依次设置一系列多层次的保护，以保持反应性控制、堆芯冷却和放射性包容三项基本安全功能，进而确保工作人员、公众和环境安全。它

4、贯彻于安全有关的全部活动，包括与组织、人员行为或设计有关的方面，以保证这些活动均置于重叠措施的[1]防御之下，即使有一种故障发生，它将由适当的措施探测、补偿或纠正。因此，可以说，[2]应用纵深防御原则之根本目的是为了补偿由于认识不足而在人类活动中产生的不确定性。在今天，纵深防御不仅仅是一个安全概念，也是一种原则、一种方法，更是一种理念、一种[3]体系。众所周知，从技术层面度量风险的大小或程度时，风险等于事故后果乘以事故的发生概率。因此，要降低核能发展可能带来的风险，就需要采取尽可能的措施降低事故发生概率和（或）事故后果。前者就是我们通常所说的事故预防

5、范畴，后者则属于后果缓解范畴。1967年，美国原子能委员会(U.S.AEC)的一个内部研究报告首先提出了核反应堆纵深防御的三个基本层次：事故预防、保护和缓解，并强调应把安全投入和措施主要集中于事故预防上；随[4]后，美国核管理委员会(U.S.NRC)将之调整为事故预防、缓解和应急准备三个防御层次。随着上世纪两起严重核事故的发生，人类对核事故的认识和研究逐步加深，相应的安全措施日渐成熟，便形成了今天的纵深防御体系：四道实体屏障和五个连续的防御层次。就典型的水冷反应堆而言，四道实体屏障分别是燃料基体、燃料包壳、反应堆冷却剂系统压力边界和安全壳。五个连续的

6、防御层次见下表所示：[5]表1纵深防御的层次防御层次目标基本方法或手段层次1防止偏离正常运行及防止系统失效保守设计、高质量的建造和运行层次2纠正偏离正常运行及探测系统失效控制和保护系统及其他监督设施层次3把事件控制在设计基准事故范围内专设安全设施和事故处理程序层次4控制严重事故进程和缓解事故后果补充措施和事故管理层次5缓解放射性物质大量释放所致的放射后果厂外应急响应为使纵深防御得以有效实施，各个防御层次都包含如下的基本前提：适当的保守性、质量保证和安全文化。在表示每个防御层次的可靠性要求时，虽然没有通用的定量指标，但第[1]一层次无疑应视作重点。实践

7、中，一般应用冗余性、多样性和独立性原则来确保各防御层次的可靠性。2.2实施过程从表1可知，纵深防御的每个层次都有其特定的目标，包括实体屏障的保护和实现这种保护的方式。要确保各防御层次目标的实现，就需要执行和维持三项基本安全功能及导出（或辅助）的安全功能。因此，为应对给基本安全功能带来的可能挑战（由某些机理、过程或条件所引起），需要在给定的防御层次上采取纵深防御的规定（或措施），包括固有安全特征、[6]安全裕量、（非）能动系统、程序、操纵员动作、组织措施和安全文化等，如下图所示。图1为达成安全目标所应采取的防御措施3问题与挑战如三里岛和切尔诺贝利核事故

8、一样，福岛核事故再次清晰地验证了纵深防御的至关重要性，同时也暴露了现存的纵深防御体系存在的漏洞和不足，即对确