聚變反應堆概率安全分析方法研究.pdf

1、當前，能源問題已成為全世界共同關注的焦點問題。聚變能一直被認為是有望徹底解決人類能源問題的方案之一。國際熱核實驗堆(ITER)作為當今世界最大的國際科學合作計劃之一，計劃建造、運行一個可持續(xù)燃燒的托卡馬克聚變實驗堆，以驗證未來聚變商用堆的工程及技術可行性。ITER的正式建造標志著國際聚變研究步入工程實踐階段。概率安全評價技術(PSA)是核電站安全分析的重要方法之一，目前己廣泛應用于核能系統(tǒng)的設計、運行和維修等各個領域。聚變堆的概率安全評

2、價可以通過構建聚變堆的整體風險模型，對可能發(fā)生的事故場景、事故后果以及發(fā)生頻率進行綜合性的定量評價，為運營方以及監(jiān)管部門提供技術支持。但是，目前聚變裝置的概率安全評價工作僅針對部分系統(tǒng)開展，本文提出了一套適用于聚變堆的概率安全評價方法，具體工作如下:
　　(1)針對聚變堆的設計特點和安全特性，建立了基于概率論的聚變堆安全評價框架。包括概率安全目標、始發(fā)事件分析、事故序列分析、系統(tǒng)可靠性分析以及風險評估。
　　(2)概率安全目

3、標是概率安全評價工作的基礎和前提，現(xiàn)階段缺乏適用于聚變堆的概率安全目標。本文基于在役電站現(xiàn)行概率安全目標的確立依據(jù)及發(fā)展歷程，針對聚變堆特點，提出聚變堆的概率安全目標。
　　(3)基于ITER的事故分析報告中給出的始發(fā)事件清單，按照ITER電廠響應的不同進行分組，并使用事件樹分析法建立了各個始發(fā)事件組的事件樹模型。詳細分析各始發(fā)事件發(fā)生后，ITER的電廠響應措施，以及在電廠響應措施成功/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系統(tǒng)和除氚系統(tǒng)的故障樹模型，定量分析了各事故序列的頻率。
　　(4)根據(jù)ITER事故序列的分析結果，參考各放射性物質的輻射劑量，計算ITER廠址邊界處的最大個人有效劑量。給出了在劑量對應頻率框架下，ITER事故工況下各劑量值的風險累積曲線，并針對該分析結果展開討論。研究結果表明:ITER小劑量事故的累積頻率較高，但仍然滿足既定的概率安全目標;在超過0.1mSv的劑量范圍內，ITER的累