核电厂三级概率安全分析综述课件

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健康效应评价方法：分析各种器官的辐射剂量和躯体效应发生的概率（剂量风险或剂量响应关系）之间的关系。个人受到辐射照射产生的健康效应，一般分为“确定性的”效应和“随机性的”效应。剂量响应和风险之间存在一定关系。

2.5健康效应评价考虑哪些剂量途径剂量响应/风险关系（风险转换因子）2.6经济后果评价2.6经济后果评价放射性事故带来的经济损失包括人体健康的损坏、土地的放射性污染、持续的辐射照射等。经济损失包括以下几个方面：人的健康损坏造成的经济损失人均撤离和避迁成本人均居住、商业和公共区域的价值和去污成本每亩土地的产出价值、土地价值和去污成本2.6经济后果评价在经济模型中只是简单常规的计数和加法CRAC2要求的关于经济的输入（1980年的统计数据和成本估计值）：3.三级PSA结果及应用总剂量风险为：

Dn=Si(Ri×di，n)

Dn=第n种情况下总剂量风险值，n=1、2、3及4(厂址24小时，厂址72小时，公众24小时，公众72小时…)；

Ri=释放类别i的释放频率；

di,n=第n种情况下释放类别i的平均剂量3.三级PSA结果及应用三级PSA的结果通常将健康和经济风险表示为“补余累积分布函数”（CCDF），该函数给出了一些后果出现的总频率，如早期和晚期的死亡数目。补余累积分布函数（CCDF）：对连续函数，所有大于a的值，其出现概率的和。3.三级PSA结果及应用应用：用来作为制定电厂应急对策措施的输入——为应急政策的制定和决策提供技术支持；设计阶段，核电厂安全目标的制定和优化——为核电厂安全政策的制定及决策方面提供技术支持；对可选的设计特性、运行和维修变化、过程变化、改进或执照问题作出评价；环境影响评价——根据安全目标对通用或特定厂址完成社会、个人风险的评价，与概率安全准则作比较，作为对公众和社会风险的一种度量；4.结论方法——三级PSA后果程序要求提供的数据很多，而且涵盖了极广的专题，不能将程序作为一个“黑盒子”加以使用，需要在PSA专业和涉及到的其他专业间找到一个平衡点；意义