聚變反應(yīng)堆概率安全分析方法研究.pdf

1、當(dāng)前，能源問(wèn)題已成為全世界共同關(guān)注的焦點(diǎn)問(wèn)題。聚變能一直被認(rèn)為是有望徹底解決人類(lèi)能源問(wèn)題的方案之一。國(guó)際熱核實(shí)驗(yàn)堆(ITER)作為當(dāng)今世界最大的國(guó)際科學(xué)合作計(jì)劃之一，計(jì)劃建造、運(yùn)行一個(gè)可持續(xù)燃燒的托卡馬克聚變實(shí)驗(yàn)堆，以驗(yàn)證未來(lái)聚變商用堆的工程及技術(shù)可行性。ITER的正式建造標(biāo)志著國(guó)際聚變研究步入工程實(shí)踐階段。概率安全評(píng)價(jià)技術(shù)(PSA)是核電站安全分析的重要方法之一，目前己廣泛應(yīng)用于核能系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、運(yùn)行和維修等各個(gè)領(lǐng)域。聚變堆的概率安全評(píng)

2、價(jià)可以通過(guò)構(gòu)建聚變堆的整體風(fēng)險(xiǎn)模型，對(duì)可能發(fā)生的事故場(chǎng)景、事故后果以及發(fā)生頻率進(jìn)行綜合性的定量評(píng)價(jià)，為運(yùn)營(yíng)方以及監(jiān)管部門(mén)提供技術(shù)支持。但是，目前聚變裝置的概率安全評(píng)價(jià)工作僅針對(duì)部分系統(tǒng)開(kāi)展，本文提出了一套適用于聚變堆的概率安全評(píng)價(jià)方法，具體工作如下:
　　(1)針對(duì)聚變堆的設(shè)計(jì)特點(diǎn)和安全特性，建立了基于概率論的聚變堆安全評(píng)價(jià)框架。包括概率安全目標(biāo)、始發(fā)事件分析、事故序列分析、系統(tǒng)可靠性分析以及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。
　　(2)概率安全目

3、標(biāo)是概率安全評(píng)價(jià)工作的基礎(chǔ)和前提，現(xiàn)階段缺乏適用于聚變堆的概率安全目標(biāo)。本文基于在役電站現(xiàn)行概率安全目標(biāo)的確立依據(jù)及發(fā)展歷程，針對(duì)聚變堆特點(diǎn)，提出聚變堆的概率安全目標(biāo)。
　　(3)基于ITER的事故分析報(bào)告中給出的始發(fā)事件清單，按照ITER電廠響應(yīng)的不同進(jìn)行分組，并使用事件樹(shù)分析法建立了各個(gè)始發(fā)事件組的事件樹(shù)模型。詳細(xì)分析各始發(fā)事件發(fā)生后，ITER的電廠響應(yīng)措施，以及在電廠響應(yīng)措施成功/失敗條件下，各事故序列所造成的放射性后果。選

4、取ITER典型的安全系統(tǒng)，建立了真空室超壓保護(hù)系統(tǒng)和除氚系統(tǒng)的故障樹(shù)模型，定量分析了各事故序列的頻率。
　　(4)根據(jù)ITER事故序列的分析結(jié)果，參考各放射性物質(zhì)的輻射劑量，計(jì)算ITER廠址邊界處的最大個(gè)人有效劑量。給出了在劑量對(duì)應(yīng)頻率框架下，ITER事故工況下各劑量值的風(fēng)險(xiǎn)累積曲線，并針對(duì)該分析結(jié)果展開(kāi)討論。研究結(jié)果表明:ITER小劑量事故的累積頻率較高，但仍然滿(mǎn)足既定的概率安全目標(biāo);在超過(guò)0.1mSv的劑量范圍內(nèi)，ITER的累