第五章 核与辐射安全的概念

1、第五章 核与辐射安全的概念考试要求引言第一节 核安全的历史发展第二节 核与辐射安全的基本原则第三节 纵深防御第四节 核安全的基本技术原则第五节 质量保证第六节 安全目标第七节 风险分析本章小结思考题第五章 核与辐射安全的概念 考试要求： 1掌握核与辐射安全的概念和基本原则。 4掌握纵深防御的概念及对纵深防御战略的理解。 5熟悉纵深防御在设计和运行中的基本实施方法。 6了解预防和缓解事故的基本原则。 10熟悉核与辐射安全的基本技术原则（采用经验证的工程实践、应用经验反馈和安全研究成果、安全评价及其独立验证、老化和人因考虑等）。 7掌握质量和质量保证的基本概念。 8了解质量保证的基本要求（质量保证

2、大纲、人员资格和培训、不符合项及其纠正、文件控制及记录）。 9熟悉验证质量保证大纲实施有效性的基本原则和方法。 2熟悉核与辐射安全的总目标、辐射防护安全目标和技术安全目标。 3了解风险分析的概念、方法和应用。第一节 核安全的历史发展 1954年, 前苏联建造世界上第一座核电站。 早期只强调技术可靠性； 1979-03-28日美国的三哩岛严重事故后，发展到着眼于人与技术的结合人因工程； 1986-04-26日前苏联的切尔诺贝利严重事故后，又发展到注重以人为本核安全文化； 上个世纪90年代到目前，正在向突出现代组织因素组织管理阶段发展； 基本形成了完整的核安全体系。上述四个领域不是后者取代前者的关

3、系，而是各自都在向前发展，互相补充、相辅相成，共同保证核安全水平的实际实现和不断提高。第二节 核与辐射安全的基本原则一 核安全基本原则 核安全基本原则涉及管理责任、纵深防御及若干基本技术原则。1. 管理责任 详细论述见本教材第六章。2. 纵深防御 详细论述见本章第三节。3. 基本技术原则 详细论述见本章第四节。二辐射防护的基本原则 根据国际辐射防护委员会第60号报告，辐射防护基本原则主要包括：1 辐射实践的正当性2 辐射防护与安全的最优化3 剂量限制和剂量约束 对于辐射防护基本原则的详细论述见本教材第三章第七节。第三节 纵深防御一纵深防御的概念 纵深防御是一项基本安全原则, 要贯彻于安全有关的

4、全部活动，包括与组织、人员行为或设计等各个有关方面，以保证这些活动均置于重叠措施的防御之下，即使有一种故障发生，它将由适当的措施探测、补偿或纠正。二对纵深防御战略的理解-11 纵深防御的三个目标： (1) 补偿或纠正设备故障或人员差错： (2) 维持屏障本身的有效性并防止故障传播到全厂； (3)在屏障本身的有效性不能完全保持时，保护从业人员、公众和环境不致受到辐射的伤害。 二对纵深防御战略的理解-22 纵深防御的两个策略： (1) 预防事故发生； (2) 在一旦事故发生时，限制其后果，并防止它向更严重的情况进展。二对纵深防御战略的理解-33. 对放射性物质外泄的连续多级实体屏障 纵深防御原则应

5、用的另一方面是在设计中设置一系列的实体屏障，以包容规定区域的放射性物质。 所必需的实体屏障的数目取决于可能的内部及外部灾害和故障的可能后果。 就典型的水冷反应堆核电厂而言，这些屏障可能是燃料基体、燃料包壳、反应堆冷却剂系统压力边界和安全壳。三纵深防御在设计中的基本实施方法-11. 预防防止偏离正常运行及防止系统失效。 保守地设计，适当的安全裕量； 多重性、独立性及多样性的应用； 安全分级； 选择恰当的设计规范和材料； 控制部件的制造和核动力厂的施工； 设备的合格鉴定； 优化运行人员操作的设计； 老化和磨损的考虑； 运行经验的利用； 各种运行工况下的安全分析； 安全评价及其独立验证； 运行、在役

6、试验和维修要求的详细分析。三纵深防御在设计中的基本实施方法-22. 检测检测和纠正偏离正常运行状态，以防止预计运行事件升级为事故工况。 设置控制和保护系统及在安全分析中确定的其它专用安全系统； 制定正常运行操作规程。三纵深防御在设计中的基本实施方法-3 3. 保护设置应对设计基准事故的专设安全设施和应急操作规程，首先将核设施引导到可控状态、然后引导到安全停堆状态、并且至少维持一道包容放射性物质的屏障。 固有安全特性的设计； 故障安全的设计； 设置针对设计基准事故的专设安全设施； 针对设计基准事故制定应急操作规程。三纵深防御在设计中的基本实施方法-44包容设置应对严重事故的事故管理导则，尽可能将

7、放射性物质包容在核设施内部。 分析可能导致严重事故的主导序列和有代表性的事故工况； 针对可能导致严重事故的主导序列和有代表性的事故工况，制定防止事故进展的补充措施与严重事故管理导则； 设置可减轻选定的严重事故后果的措施。三纵深防御在设计中的基本实施方法-5 5应急制定应急响应计划，减轻放射性物质释放造成的放射性后果。 适当装备的应急控制中心； 厂内、厂外应急响应计划。四纵深防御在运行中的基本实施方法-11 运行限值和条件 是防止偏离正常运行和纠正偏离正常运行状态的最重要手段。 必须在运行开始之前制定好，并对运行操作人员进行充分培训。 定期审查和更新。四纵深防御在运行中的基本实施方法-22 运行

8、规程 制定并严格遵守针对正常运行、预计运行事件、设计基准事故和严重事故等各种工况下的运行规程。四纵深防御在运行中的基本实施方法-33 堆芯管理和燃料装卸 营运单位负责并组织有关堆芯管理和厂区燃料装卸的全部活动，以保证燃料在反应堆中的安全使用，以及在厂区转移和储存期间的安全。四纵深防御在运行中的基本实施方法-44 人员的资格和培训 人员差错构成了对纵深防御的潜在危害。 人的操作是安全运行中的重要环节。 培训包括定期培训和再培训。 培训内容包括技术和管理方面。四纵深防御在运行中的基本实施方法-55 维修、在役试验、检查和监督 上述四项任务是防止核设施纵深防御能力降级。 核设施营运单位要制定维修、在

9、役试验、检查和监督的详细指令和程序。四纵深防御在运行中的基本实施方法-66 应急准备 根据核设施放射性源项的大小及厂址特点，制定厂内、厂外应急响应计划。 应急响应计划基于确定论方法并用概率论方法作补充。 应急响应计划应选择有代表性的场景，并进行演练和更新。五预防和缓解事故的基本原则-11预防为主（保守的设计、适当的安全裕量、提高设备可靠性等），尽可能降低初始事件发生概率；五预防和缓解事故的基本原则-22充分利用自动系统，尽量减少人的干预；严格执行运行和事故操作规程，防止人员差错；五预防和缓解事故的基本原则-33. 依靠核设施的固有安全特性和故障安全的设计，设置应对设计基准事故的专设安全设施和应

10、急操作规程，在发生预计的初始事件后将核设施引导到可控状态；五预防和缓解事故的基本原则-44. 当万一进入严重事故状态时，尽可能利用核设施内的一切可利用的手段和资源，控制严重事故进展，缓解事故后果；五预防和缓解事故的基本原则-55. 设置多重实体屏障，尽可能保持包容放射性物质屏障的完整性，限制放射性向环境排放，保护工作人员、公众和环境。第四节 核安全的基本技术原则 一、安全分级 二、设备鉴定 三、构筑物、系统和部件的可靠性设计 四、火灾和爆炸 五、其他内部灾害 六、外部事件 七、运行要求和限制 八、设计基准事故 九、严重事故 以上各项见核安全专业实务各章节。十采用经验证的工程实践 只要可能，安全

11、重要构筑物、系统和部件就必须按照经批准的最新的或当前适用的规范和标准进行设计；其设计必须是此前在相当的使用条件下验证过的。 当引入未经验证的设计或设施，或存在着偏离已有的工程实践时，必须借助适当的支持性研究计划，或通过其他相关的应用中获得的运行经验的检验，来证明其安全性是合适的。 这种开发性工作必须在投入使用前经过充分的试验，并在使用中进行监测，以便验证已达到了预期效果。十一应用经验反馈和安全研究成果 必须充分考虑从运行的核设施中取得的相关运行经验和相关研究的成果。十二安全评价及其独立验证 安全评价必须成为设计过程的一部分，安全评价的证实性分析活动和设计两者之间存在迭代过程，而且随着设计工作的

12、进展，证实性分析活动的范围不断扩大和详细程度不断提高。 在提交国家核安全监管部门以前，营运单位必须保证由未参与相关设计的个人或团体对安全评价进行独立验证。十三老化 考虑到有关的老化和磨损机理，以及与服役期有关的可能的性能劣化，必须为所有安全重要构筑物、系统和部件提供适当的性能裕度，以便保证在其整个设计寿期内具有执行所必需的安全功能的能力。 必须考虑到在所有正常运行工况、试验、维修、维修停役、以及在假设始发事件中和其后的运行状态下的老化和磨损效应。 必须采取监测、试验、取样和检查措施，以便评价设计阶段预计的老化机理, 以及鉴别在使用中可能发生的预计不到的情况或性能劣化。十四优化运行人员操作的设计

13、 必须在设计过程初期就系统地考虑人为因素和人机接口，并贯彻于设计全过程; 人机接口必须设计成不但能够为操纵员提供全面而易处理的信息，而且与做出决定、采取行动所需的时间相适应; 人机接口必须设计成便于操作, 必须把对操纵员在短时间内进行干预的要求降至最低; 厂区人员的工作场所和工作环境必须按照人机工程学原则设计。十五辐射防护 见本书相关章节第五节 质量保证 一质量保证的基本概念 质量保证、物项、服务、质量要求 二. 质量保证的基本要求 质量保证大纲等11项 三验证质量保证大纲实施有效性的方法 见核安全专业实务第七章第六节 安全目标一安全目标-11. 总的核安全目标 建立并保持对放射性危害的有效防

14、御，以保护人员、社会和环境免受危害。 以上总的核安全目标由辐射防护目标和技术安全目标所支持，这两个目标互相补充、相辅相成，技术措施与管理性、程序性措施一起保证对电离辐射危害的防御。一安全目标-22. 辐射防护目标 保证在所有运行状态下辐射照射或由于任何计划排放的放射性物质引起的辐射照射保持低于规定限值并且合理可行尽量低; 保证减轻任何事故的放射性后果。一安全目标-33. 技术安全目标 采取一切合理可行的措施防止事故，并在一旦发生事故时减轻其后果； 对于在设计时考虑过的所有可能事故，包括概率很低的事故，要以高可信度保证任何放射性后果尽可能小且低于规定限值； 保证有严重放射性后果的事故发生的概率极

15、低。二. 定量安全目标-11美国1991年美国核电厂用户要求文件（URD）提出： 堆芯损坏概率为10-5/堆年； 大量放射性释放概率为10-6/堆年。二. 定量安全目标-22国际原子能机构1999年国际原子能机构核安全顾问组发表的报告（INSAG-12）中提出的核电厂运行安全目标是: （1）堆芯熔化概率为10-4/堆年(对已运行的核电厂)和10-5/堆年(对将来的核电厂)； （2）大量放射性释放概率为10-5/堆年(对已运行的核电厂)和10-6 /堆年(对将来的核电厂)。二. 定量安全目标-33中国2002年5月我国核安全局发表的政策声明新建核电厂设计中几个重要安全问题的技术政策中提出新建核电

16、厂运行的安全目标是： 堆芯熔化概率为10-5/堆年； 大量放射性释放概率为10-6/堆年。第七节 风险分析一风险分析的概念-11什么是风险？ 风险是指人们从事某项活动，在一定时间内对社会带来的危害，包括对人的健康或生命的伤害，对财产造成的损失，对环境产生的破坏等等。 风险的大小既与发生危害事件的频率有关，也与发生危害事件的后果有关。风险在数量概念上就是频率与后果的乘积。一风险分析的概念-22潜在风险，剩余风险和可接受风险 潜在风险是指失去所有安全保护措施之后可能产生的风险。 剩余风险是指考虑所有安全保护措施都起作用的情况下仍将存在的风险。 可接受风险处于剩余风险和潜在风险之间，通过采取一定的安

17、全保护措施使得危害后果严重的事件发生频率很小，发生频率很高的事件后果不大，即频率与后果的乘积可以接受。 可接受风险就是我们在第六节叙述的安全目标。 放射性后果潜在风险严重事故 可接受的风险 不可接受的风险 已采取一定的 安全保护措施 正常运行 剩余风险 危害事件的发生频率一风险分析的概念-33风险分析-1 风险分析，又称概率安全分析（PSA），它是一种用于复杂系统的工程安全评价技术。 核电厂概率安全分析（PSA）有三个级别：（1）Level 1 堆芯严重损伤的概率分析；（2）Level 2 大量放射性向环境释放的概率分析；（3）Level 3 产生重大后果（生命、健康、环境和财产）的概率分析。

18、一风险分析的概念-43风险分析-2 核电厂概率安全分析（PSA）可用于核电厂工程设计和运行管理，例如评价各种设计方案的优劣、找出设计中的薄弱环节、估价改进的代价、修订运行技术规格书和维修计划等。 核电厂概率安全分析（PSA）还可用于核电厂安全监督管理，例如评价监督项目的优先度等。二风险分析的方法-12确定论方法与概率论方法的比较-1 确定论方法: (1)根据纵深防御的原则，尽量采用保守地设计，提高系统和设备的可靠性，以便防止偏离正常运行及防止系统失效；设置安全保护系统和专设安全设施，以便在发生偏离正常运行工况或发生假想事故后能将系统返回到可控状态或将事故后果限制在可接受的范围内； (2)人为确定了若干假想事故作为设计基准事故，为确保专设安全设施能够应对这些设计基准事故，在安全分析中采用保守的假设和计算模型，并规定了设计基准事故的验收准则。 核电发展的历史表明，确定论方法为保证核电厂的安全运行起到了重要作用。二风险分析的方法-22确定论方法与概率论方法的比较-2 概率论方法: (1)研究可能的初因事件与失效模式，以及它们发生的概率，分析各系统之间的相互作用； (2)采用真实的而不是保守的计算模型，应用在设计、建造、调试、运行和维修过程中实际收集的系统、设备和人因的可靠性数据，来分析可能发生的各种后果及概率。 从理论上讲，概率论方法的分析结果更接近真实。但是，概率论方法的