核安全工程師綜合教程第五章

單擊此處編輯母版標題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,第五章 核與輻射安全的概念,考試要求,引言,第一節(jié) 核安全的歷史發(fā)展,第二節(jié) 核與輻射安全的基本原則,第三節(jié) 縱深防御,第四節(jié) 核安全的基本技術原則,第五節(jié) 質(zhì)量保證,第六節(jié) 安全目標,第七節(jié) 風險分析,本章小結,思考題,1,第五章 核與輻射安全的概念,考試要求：,1,掌握核與輻射安全的概念和基本原則。,4,掌握縱深防御的概念及對縱深防御戰(zhàn)略的理解。,5,熟悉縱深防御在設計和運行中的基本實施方法。,6,了解預防和緩解事故的基本原則。,10,熟悉核與輻射安全的基本技術原則（采用經(jīng)驗證的工程實踐、應用經(jīng)驗反饋和安全研究成果、安全評價及其獨立驗證、老化和人因考慮等）。,7,掌握質(zhì)量和質(zhì)量保證的基本概念。,8,了解質(zhì)量保證的基本要求（質(zhì)量保證大綱、人員資格和培訓、不符合項及其糾正、文件控制及記錄）。,9,熟悉驗證質(zhì)量保證大綱實施有效性的基本原則和方法。,2,熟悉核與輻射安全的總目標、輻射防護安全目標和技術安全目標。,3,了解風險分析的概念、方法和應用。,2,第一節(jié) 核安全的歷史發(fā)展,1954,年,前蘇聯(lián)建造世界上第一座核電站。,早期只強調(diào)技術可靠性；,1979-03-28,日美國的三哩島嚴重事故后，發(fā)展到著眼于人與技術的結合,人因工程；,1986-04-26,日前蘇聯(lián)的切爾諾貝利嚴重事故后，又發(fā)展到注重以人為本,核安全文化；,上個世紀,90,年代到目前，正在向突出現(xiàn)代組織因素,組織管理階段發(fā)展；,基本形成了完整的核安全體系。上述四個領域不是后者取代前者的關系，而是各自都在向前發(fā)展，互相補充、相輔相成，共同保證核安全水平的實際實現(xiàn)和不斷提高。,3,第二節(jié) 核與輻射安全的基本原則,一,核安全基本原則,核安全基本原則涉及管理責任、縱深防御及若干基本技術原則。,1.,管理責任,詳細論述見本教材第六章。,2.,縱深防御,詳細論述見本章第三節(jié)。,3.,基本技術原則,詳細論述見本章第四節(jié)。,4,二輻射防護的基本原則,根據(jù)國際輻射防護委員會第,60,號報告，輻射防護基本原則主要包括：,1,輻射實踐的正當性,2,輻射防護與安全的最優(yōu)化,3,劑量限制和劑量約束,對于輻射防護基本原則的詳細論述見本教材第三章第七節(jié)。,5,第三節(jié) 縱深防御,一縱深防御的概念,縱深防御是一項基本安全原則,要貫徹于安全有關的全部活動，包括與組織、人員行為或設計等各個有關方面，以保證這些活動均置于重疊措施的防御之下，即使有一種故障發(fā)生，它將由適當?shù)拇胧┨綔y、補償或糾正。,6,二對縱深防御戰(zhàn)略的理解,-1,1,縱深防御的三個目標：,(1),補償或糾正設備故障或人員差錯：,(2),維持屏障本身的有效性并防止故障傳播到全廠；,(3),在屏障本身的有效性不能完全保持時，保護從業(yè)人員、公眾和環(huán)境不致受到輻射的傷害。,7,二對縱深防御戰(zhàn)略的理解,-2,2,縱深防御的兩個策略：,(1),預防事故發(fā)生；,(2),在一旦事故發(fā)生時，限制其后果，并防止它向更嚴重的情況進展。,8,二對縱深防御戰(zhàn)略的理解,-3,3.,對放射性物質(zhì)外泄的連續(xù)多級實體屏障,縱深防御原則應用的另一方面是在設計中設置一系列的實體屏障，以包容規(guī)定區(qū)域的放射性物質(zhì)。,所必需的實體屏障的數(shù)目取決于可能的內(nèi)部及外部災害和故障的可能后果。,就典型的水冷反應堆核電廠而言，這些屏障可能是燃料基體、燃料包殼、反應堆冷卻劑系統(tǒng)壓力邊界和安全殼。,9,三縱深防御在設計中的基本實施方法,-1,1.,預防,防止偏離正常運行及防止系統(tǒng)失效。,保守地設計，適當?shù)陌踩Ａ浚?多重性、獨立性及多樣性的應用；,安全分級；,選擇恰當?shù)脑O計規(guī)范和材料；,控制部件的制造和核動力廠的施工；,設備的合格鑒定；,優(yōu)化運行人員操作的設計；,老化和磨損的考慮；,運行經(jīng)驗的利用；,各種運行工況下的安全分析；,安全評價及其獨立驗證；,運行、在役試驗和維修要求的詳細分析。,10,三縱深防御在設計中的基本實施方法,-2,2.,檢測,檢測和糾正偏離正常運行狀態(tài)，以防止預計運行事件升級為事故工況。,設置控制和保護系統(tǒng)及在安全分析中確定的其它專用安全系統(tǒng)；,制定正常運行操作規(guī)程。,11,三縱深防御在設計中的基本實施方法,-3,3.,保護,設置應對設計基準事故的專設安全設施和應急操作規(guī)程，首先將核設施引導到可控狀態(tài)、然后引導到安全停堆狀態(tài)、并且至少維持一道包容放射性物質(zhì)的屏障。,固有安全特性的設計；,故障安全的設計；,設置針對設計基準事故的專設安全設施；,針對設計基準事故制定應急操作規(guī)程。,12,三縱深防御在設計中的基本實施方法,-4,4,包容,設置應對嚴重事故的事故管理導則，盡可能將放射性物質(zhì)包容在核設施內(nèi)部。,分析可能導致嚴重事故的主導序列和有代表性的事故工況；,針對可能導致嚴重事故的主導序列和有代表性的事故工況，制定防止事故進展的補充措施與嚴重事故管理導則；,設置可減輕選定的嚴重事故后果的措施。,13,三縱深防御在設計中的基本實施方法,-5,5,應急,制定應急響應計劃，減輕放射性物質(zhì)釋放造成的放射性后果。,適當裝備的應急控制中心；,廠內(nèi)、廠外應急響應計劃。,14,四縱深防御在運行中的基本實施方法,-1,1,運行限值和條件,是防止偏離正常運行和糾正偏離正常運行狀態(tài)的最重要手段。,必須在運行開始之前制定好，并對運行操作人員進行充分培訓。,定期審查和更新。,15,四縱深防御在運行中的基本實施方法,-2,2,運行規(guī)程,制定并嚴格遵守針對正常運行、預計運行事件、設計基準事故和嚴重事故等各種工況下的運行規(guī)程。,16,四縱深防御在運行中的基本實施方法,-3,3,堆芯管理和燃料裝卸,營運單位負責并組織有關堆芯管理和廠區(qū)燃料裝卸的全部活動，以保證燃料在反應堆中的安全使用，以及在廠區(qū)轉(zhuǎn)移和儲存期間的安全。,17,四縱深防御在運行中的基本實施方法,-4,4,人員的資格和培訓,人員差錯構成了對縱深防御的潛在危害。,人的操作是安全運行中的重要環(huán)節(jié)。,培訓包括定期培訓和再培訓。,培訓內(nèi)容包括技術和管理方面。,18,四縱深防御在運行中的基本實施方法,-5,5,維修、在役試驗、檢查和監(jiān)督,上述四項任務是防止核設施縱深防御能力降級。,核設施營運單位要制定維修、在役試驗、檢查和監(jiān)督的詳細指令和程序。,19,四縱深防御在運行中的基本實施方法,-6,6,應急準備,根據(jù)核設施放射性源項的大小及廠址特點，制定廠內(nèi)、廠外應急響應計劃。,應急響應計劃基于確定論方法并用概率論方法作補充。,應急響應計劃應選擇有代表性的場景，并進行演練和更新。,20,五預防和緩解事故的基本原則,-1,1,預防為主（保守的設計、適當?shù)陌踩Ａ?、提高設備可靠性等），盡可能降低初始事件發(fā)生概率；,21,五預防和緩解事故的基本原則,-2,2,充分利用自動系統(tǒng)，盡量減少人的干預；嚴格執(zhí)行運行和事故操作規(guī)程，防止人員差錯；,22,五預防和緩解事故的基本原則,-3,3.,依靠核設施的固有安全特性和故障安全的設計，設置應對設計基準事故的專設安全設施和應急操作規(guī)程，在發(fā)生預計的初始事件后將核設施引導到可控狀態(tài)；,23,五預防和緩解事故的基本原則,-4,4.,當萬一進入嚴重事故狀態(tài)時，盡可能利用核設施內(nèi)的一切可利用的手段和資源，控制嚴重事故進展，緩解事故后果；,24,五預防和緩解事故的基本原則,-5,5.,設置多重實體屏障，盡可能保持包容放射性物質(zhì)屏障的完整性，限制放射性向環(huán)境排放，保護工作人員、公眾和環(huán)境。,25,第四節(jié) 核安全的基本技術原則,一、安全分級,二、設備鑒定,三、構筑物、系統(tǒng)和部件的可靠性設計,四、火災和爆炸,五、其他內(nèi)部災害,六、外部事件,七、運行要求和限制,八、設計基準事故,九、嚴重事故,以上各項見核安全專業(yè)實務各章節(jié)。,26,十采用經(jīng)驗證的工程實踐,只要可能，安全重要構筑物、系統(tǒng)和部件就必須按照經(jīng)批準的最新的或當前適用的規(guī)范和標準進行設計；其設計必須是此前在相當?shù)氖褂脳l件下驗證過的。,當引入未經(jīng)驗證的設計或設施，或存在著偏離已有的工程實踐時，必須借助適當?shù)闹С中匝芯坑媱?，或通過其他相關的應用中獲得的運行經(jīng)驗的檢驗，來證明其安全性是合適的。,這種開發(fā)性工作必須在投入使用前經(jīng)過充分的試驗，并在使用中進行監(jiān)測，以便驗證已達到了預期效果。,27,十一應用經(jīng)驗反饋和安全研究成果,必須充分考慮從運行的核設施中取得的相關運行經(jīng)驗和相關研究的成果。,28,十二安全評價及其獨立驗證,安全評價必須成為設計過程的一部分，安全評價的證實性分析活動和設計兩者之間存在迭代過程，而且隨著設計工作的進展，證實性分析活動的范圍不斷擴大和詳細程度不斷提高。,在提交國家核安全監(jiān)管部門以前，營運單位必須保證由未參與相關設計的個人或團體對安全評價進行獨立驗證。,29,十三老化,考慮到有關的老化和磨損機理，以及與服役期有關的可能的性能劣化，必須為所有安全重要構筑物、系統(tǒng)和部件提供適當?shù)男阅茉６龋员惚ＷC在其整個設計壽期內(nèi)具有執(zhí)行所必需的安全功能的能力。,必須考慮到在所有正常運行工況、試驗、維修、維修停役、以及在假設始發(fā)事件中和其后的運行狀態(tài)下的老化和磨損效應。,必須采取監(jiān)測、試驗、取樣和檢查措施，以便評價設計階段預計的老化機理,以及鑒別在使用中可能發(fā)生的預計不到的情況或性能劣化。,30,十四優(yōu)化運行人員操作的設計,必須在設計過程初期就系統(tǒng)地考慮人為因素和人機接口，并貫徹于設計全過程,;,人機接口必須設計成不但能夠為操縱員提供全面而易處理的信息，而且與做出決定、采取行動所需的時間相適應,;,人機接口必須設計成便于操作,必須把對操縱員在短時間內(nèi)進行干預的要求降至最低,;,廠區(qū)人員的工作場所和工作環(huán)境必須按照人機工程學原則設計。,十五輻射防護,見本書相關章節(jié),31,第五節(jié) 質(zhì)量保證,一質(zhì)量保證的基本概念,質(zhì)量保證、物項、服務、質(zhì)量要求,二,.,質(zhì)量保證的基本要求,質(zhì)量保證大綱等,11,項,三驗證質(zhì)量保證大綱實施有效性的方法,見核安全專業(yè)實務第七章,32,第六節(jié) 安全目標,一安全目標,-1,1.,總的核安全目標,建立并保持對放射性危害的有效防御，以保護人員、社會和環(huán)境免受危害。,以上總的核安全目標由輻射防護目標和技術安全目標所支持，這兩個目標互相補充、相輔相成，技術措施與管理性、程序性措施一起保證對電離輻射危害的防御。,33,一安全目標,-2,2.,輻射防護目標,保證在所有運行狀態(tài)下輻射照射或由于任何計劃排放的放射性物質(zhì)引起的輻射照射保持低于規(guī)定限值并且合理可行盡量低,;,保證減輕任何事故的放射性后果。,34,一安全目標,-3,3.,技術安全目標,采取一切合理可行的措施防止事故，并在一旦發(fā)生事故時減輕其后果；,對于在設計時考慮過的所有可能事故，包括概率很低的事故，要以高可信度保證任何放射性后果盡可能小且低于規(guī)定限值；,保證有嚴重放射性后果的事故發(fā)生的概率極低。,35,二,.,定量安全目標,-1,1,美國,1991,年美國核電廠用戶要求文件（,URD,）,提出：,堆芯損壞概率,為,10,-5,/,堆年；,大量放射性釋放概率為,10,-6,/,堆年。,36,二,.,定量安全目標,-2,2,國際原子能機構,1999,年國際原子能機構核安全顧問組發(fā)表的報告,（,INSAG-12,）,中提出的核電廠運行安全目標是,:,（,1,）堆芯熔化概率為,10,-4,/,堆年,(,對已運行的核電廠,),和,10,-5,/,堆年,(,對將來的核電廠,),；,（,2,）大量放射性釋放概率為,10,-5,/,堆年,(,對已運行的核電廠,),和,10,-,6,/,堆年,(,對將來的核電廠,),。,37,二,.,定量安全目標,-3,3,中國,2002,年,5,月我國核安全局發(fā)表的政策聲明,新建核電廠設計中幾個重要安全問題的技術政策,中提出新建核電廠運行的安全目標是：,堆芯熔化概率為,10,-5,/,堆年；,大量放射性釋放概率為,10,-6,/,堆年。,38,第七節(jié) 風險分析,一風險分析的概念,-1,1,什么是風險？,風險是指人們從事某項活動，在一定時間內(nèi)對社會帶來的危害，包括對人的健康或生命的傷害，對財產(chǎn)造成的損失，對環(huán)境產(chǎn)生的破壞等