PDF《核电厂安全如何有力保障？》

核与辐射

07 2018.

04.26 星期四 责编:孙浩

电话: (010)67164834 传真: (010)67113772 E-mail:[email protected] 核核核讯快览 放射性核素主要由核燃料 裂变而来,产生后也存在于陶瓷的核燃料芯块内,除少量气体外,一般很难扩散出来.燃料芯块被装在锆合金或其他可 靠的燃料包壳管内,组成一根根燃料棒. 燃料包壳管外是用于带出 反应堆热量的冷却水,冷却水在反应堆金属压力容器、主管道和蒸汽发生器内循环流动(即 核电厂一回路冷却系统) . 一回路系统又被约一米厚的混 凝土安全壳罩在里面. 因此,放射性核素正常情况下是由陶瓷燃料芯块、燃料包壳、 一回路冷却剂系统边界、 安全壳

4 层屏障包裹着, 一般很 难逃脱出来,对周边的人员带来的照射比自然界存在的天然 放射性照射还要低一个量级.(我 们生活的自然界本来就存在着大量的放射性,如宇宙射线,放射性核素氡

222、 钍

220、 钾40 等. ) 那么会不会发生异常,甚至事故呢? 核电厂的核心部件是核反 应堆, 它就像一个大炉子, 一根 根装有核材料的燃料棒按一定 形式进行排列后装进反应堆压 力容器内. 运行时核材料通过裂变以 及裂变产物的衰变反应发出热 量, 热量传导到燃料棒表面, 然后被冷却水带走,并通过蒸汽发生器产生蒸汽推动汽轮机发电. 核反应堆有两个主要风险 点,一是核反应堆的反应性控制.假如反应堆意外引入一个 大的反应性, 铀-235 裂变反应 快速增加,发热量短期内快速增大,可能导致反应堆熔化、解体. 目前,反应堆的反应性变化情况已经能够准确计算(反 应堆的核设计误差基本在1/

1000 左右) , 使得现在的核反应 堆通过保守准确的设计,采用冗余的停堆系统,物理上排除一次引入过大反应性,并且通过堆芯反应性温度负反馈设计,已经让反应性控制非常可靠. 但反应堆停堆后衰变反应 还在继续,一段时间内还会产生大量的衰变热,这是另外一个风险点. 因此必须保证冷却水持续 循环带出热量,才能避免堆芯(包 括上面提到的包容放射性核素的燃料芯块、 燃料包壳) 被 烧化, 进而破坏各道屏障, 使放 射性核素跑出来,对公众带来威胁. 为了让反应堆的余热在任 何情况下都能有效导出,核电厂设置了大量的安全系统,包括应急堆芯冷却系统、余热导出系统、 辅助给水系统等. 这些系统能不能保证各种 事故情况下发挥作用,保证核电厂对外界的影响满足要求?这就是核安全审查中的事故分析. 核电厂采用一种确定论的 事故分析方法.如果核电厂发 生事故,那肯定是由于某个设备和系统发生故障,所以确定论分析方法先根据工程经验、统计数据,以及专家判断等方式列出一个可能发生的故障清 单, 叫始发事件清单. 随后分析始发事件会怎么 发展,核电厂设计的安全系统怎样工作来使事件得到控制,最后计算后果是否满足验收准则. 为了使分析结果具有说服 力,确定论分析方法对所有可能的异常假设都需进行分析.比如对管道的破裂分析,会全面地对各种部位、各种尺寸的破口谱进行包络性分析等. 也就是说核电厂配备了很 多事故缓解系统,且对同样功能的系统基本都采取冗余设置.所以核电厂即使发生事故 也并不那么可怕,在安全审查时对各种可能发生的事故都进 行了保守分析.因此放射性后 果都是能够接受的. 那么发生天灾怎么办? 核电厂对于灾害的防护应 该是世界上所有的人造工程中 最严格的. 比如地震,核电厂考虑对厂址所在区域可能发生的最大 可能地震 (万年一遇的地震) 进行设防,而一般我们住的房子的设防标准差不多是五百年一 遇地震;