核安全工程師綜合教程第五章
單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),*,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(shù)原則,第五節(jié) 質(zhì)量保證,第六節(jié) 安全目標(biāo),第七節(jié) 風(fēng)險(xiǎn)分析,本章小結(jié),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(duì)縱深防御戰(zhàn)略的理解。,5,熟悉縱深防御在設(shè)計(jì)和運(yùn)行中的基本實(shí)施方法。,6,了解預(yù)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(shù)原則(采用經(jīng)驗(yàn)證的工程實(shí)踐、應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)反饋和安全研究成果、安全評(píng)價(jià)及其獨(dú)立驗(yàn)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(xùn)、不符合項(xiàng)及其糾正、文件控制及記錄)。,9,熟悉驗(yàn)證質(zhì)量保證大綱實(shí)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(biāo)、輻射防護(hù)安全目標(biāo)和技術(shù)安全目標(biāo)。,3,了解風(fēng)險(xiǎn)分析的概念、方法和應(yīng)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(qiáng)調(diào)技術(shù)可靠性;,1979-03-28,日美國(guó)的三哩島嚴(yán)重事故后,發(fā)展到著眼于人與技術(shù)的結(jié)合,人因工程;,1986-04-26,日前蘇聯(lián)的切爾諾貝利嚴(yán)重事故后,又發(fā)展到注重以人為本,核安全文化;,上個(gè)世紀(jì),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(gè)領(lǐng)域不是后者取代前者的關(guān)系,而是各自都在向前發(fā)展,互相補(bǔ)充、相輔相成,共同保證核安全水平的實(shí)際實(shí)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(zé)任、縱深防御及若干基本技術(shù)原則。,1.,管理責(zé)任,詳細(xì)論述見(jiàn)本教材第六章。,2.,縱深防御,詳細(xì)論述見(jiàn)本章第三節(jié)。,3.,基本技術(shù)原則,詳細(xì)論述見(jiàn)本章第四節(jié)。,4,二輻射防護(hù)的基本原則,根據(jù)國(guó)際輻射防護(hù)委員會(huì)第,60,號(hào)報(bào)告,輻射防護(hù)基本原則主要包括:,1,輻射實(shí)踐的正當(dāng)性,2,輻射防護(hù)與安全的最優(yōu)化,3,劑量限制和劑量約束,對(duì)于輻射防護(hù)基本原則的詳細(xì)論述見(jiàn)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(xiàng)基本安全原則,要貫徹于安全有關(guān)的全部活動(dòng),包括與組織、人員行為或設(shè)計(jì)等各個(gè)有關(guān)方面,以保證這些活動(dòng)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(dāng)?shù)拇胧┨綔y(cè)、補(bǔ)償或糾正。,6,二對(duì)縱深防御戰(zhàn)略的理解,-1,1,縱深防御的三個(gè)目標(biāo):,(1),補(bǔ)償或糾正設(shè)備故障或人員差錯(cuò):,(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(shí),保護(hù)從業(yè)人員、公眾和環(huán)境不致受到輻射的傷害。,7,二對(duì)縱深防御戰(zhàn)略的理解,-2,2,縱深防御的兩個(gè)策略:,(1),預(yù)防事故發(fā)生;,(2),在一旦事故發(fā)生時(shí),限制其后果,并防止它向更嚴(yán)重的情況進(jìn)展。,8,二對(duì)縱深防御戰(zhàn)略的理解,-3,3.,對(duì)放射性物質(zhì)外泄的連續(xù)多級(jí)實(shí)體屏障,縱深防御原則應(yīng)用的另一方面是在設(shè)計(jì)中設(shè)置一系列的實(shí)體屏障,以包容規(guī)定區(qū)域的放射性物質(zhì)。,所必需的實(shí)體屏障的數(shù)目取決于可能的內(nèi)部及外部災(zāi)害和故障的可能后果。,就典型的水冷反應(yīng)堆核電廠而言,這些屏障可能是燃料基體、燃料包殼、反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)壓力邊界和安全殼。,9,三縱深防御在設(shè)計(jì)中的基本實(shí)施方法,-1,1.,預(yù)防,防止偏離正常運(yùn)行及防止系統(tǒng)失效。,保守地設(shè)計(jì),適當(dāng)?shù)陌踩A浚?多重性、獨(dú)立性及多樣性的應(yīng)用;,安全分級(jí);,選擇恰當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)規(guī)范和材料;,控制部件的制造和核動(dòng)力廠的施工;,設(shè)備的合格鑒定;,優(yōu)化運(yùn)行人員操作的設(shè)計(jì);,老化和磨損的考慮;,運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的利用;,各種運(yùn)行工況下的安全分析;,安全評(píng)價(jià)及其獨(dú)立驗(yàn)證;,運(yùn)行、在役試驗(yàn)和維修要求的詳細(xì)分析。,10,三縱深防御在設(shè)計(jì)中的基本實(shí)施方法,-2,2.,檢測(cè),檢測(cè)和糾正偏離正常運(yùn)行狀態(tài),以防止預(yù)計(jì)運(yùn)行事件升級(jí)為事故工況。,設(shè)置控制和保護(hù)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(yùn)行操作規(guī)程。,11,三縱深防御在設(shè)計(jì)中的基本實(shí)施方法,-3,3.,保護(hù),設(shè)置應(yīng)對(duì)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事故的專設(shè)安全設(shè)施和應(yīng)急操作規(guī)程,首先將核設(shè)施引導(dǎo)到可控狀態(tài)、然后引導(dǎo)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(shè)計(jì);,故障安全的設(shè)計(jì);,設(shè)置針對(duì)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事故的專設(shè)安全設(shè)施;,針對(duì)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事故制定應(yīng)急操作規(guī)程。,12,三縱深防御在設(shè)計(jì)中的基本實(shí)施方法,-4,4,包容,設(shè)置應(yīng)對(duì)嚴(yán)重事故的事故管理導(dǎo)則,盡可能將放射性物質(zhì)包容在核設(shè)施內(nèi)部。,分析可能導(dǎo)致嚴(yán)重事故的主導(dǎo)序列和有代表性的事故工況;,針對(duì)可能導(dǎo)致嚴(yán)重事故的主導(dǎo)序列和有代表性的事故工況,制定防止事故進(jìn)展的補(bǔ)充措施與嚴(yán)重事故管理導(dǎo)則;,設(shè)置可減輕選定的嚴(yán)重事故后果的措施。,13,三縱深防御在設(shè)計(jì)中的基本實(shí)施方法,-5,5,應(yīng)急,制定應(yīng)急響應(yīng)計(jì)劃,減輕放射性物質(zhì)釋放造成的放射性后果。,適當(dāng)裝備的應(yīng)急控制中心;,廠內(nèi)、廠外應(yīng)急響應(yīng)計(jì)劃。,14,四縱深防御在運(yùn)行中的基本實(shí)施方法,-1,1,運(yùn)行限值和條件,是防止偏離正常運(yùn)行和糾正偏離正常運(yùn)行狀態(tài)的最重要手段。,必須在運(yùn)行開(kāi)始之前制定好,并對(duì)運(yùn)行操作人員進(jìn)行充分培訓(xùn)。,定期審查和更新。,15,四縱深防御在運(yùn)行中的基本實(shí)施方法,-2,2,運(yùn)行規(guī)程,制定并嚴(yán)格遵守針對(duì)正常運(yùn)行、預(yù)計(jì)運(yùn)行事件、設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事故和嚴(yán)重事故等各種工況下的運(yùn)行規(guī)程。,16,四縱深防御在運(yùn)行中的基本實(shí)施方法,-3,3,堆芯管理和燃料裝卸,營(yíng)運(yùn)單位負(fù)責(zé)并組織有關(guān)堆芯管理和廠區(qū)燃料裝卸的全部活動(dòng),以保證燃料在反應(yīng)堆中的安全使用,以及在廠區(qū)轉(zhuǎn)移和儲(chǔ)存期間的安全。,17,四縱深防御在運(yùn)行中的基本實(shí)施方法,-4,4,人員的資格和培訓(xùn),人員差錯(cuò)構(gòu)成了對(duì)縱深防御的潛在危害。,人的操作是安全運(yùn)行中的重要環(huán)節(jié)。,培訓(xùn)包括定期培訓(xùn)和再培訓(xùn)。,培訓(xùn)內(nèi)容包括技術(shù)和管理方面。,18,四縱深防御在運(yùn)行中的基本實(shí)施方法,-5,5,維修、在役試驗(yàn)、檢查和監(jiān)督,上述四項(xiàng)任務(wù)是防止核設(shè)施縱深防御能力降級(jí)。,核設(shè)施營(yíng)運(yùn)單位要制定維修、在役試驗(yàn)、檢查和監(jiān)督的詳細(xì)指令和程序。,19,四縱深防御在運(yùn)行中的基本實(shí)施方法,-6,6,應(yīng)急準(zhǔn)備,根據(jù)核設(shè)施放射性源項(xiàng)的大小及廠址特點(diǎn),制定廠內(nèi)、廠外應(yīng)急響應(yīng)計(jì)劃。,應(yīng)急響應(yīng)計(jì)劃基于確定論方法并用概率論方法作補(bǔ)充。,應(yīng)急響應(yīng)計(jì)劃應(yīng)選擇有代表性的場(chǎng)景,并進(jìn)行演練和更新。,20,五預(yù)防和緩解事故的基本原則,-1,1,預(yù)防為主(保守的設(shè)計(jì)、適當(dāng)?shù)陌踩A?、提高設(shè)備可靠性等),盡可能降低初始事件發(fā)生概率;,21,五預(yù)防和緩解事故的基本原則,-2,2,充分利用自動(dòng)系統(tǒng),盡量減少人的干預(yù);嚴(yán)格執(zhí)行運(yùn)行和事故操作規(guī)程,防止人員差錯(cuò);,22,五預(yù)防和緩解事故的基本原則,-3,3.,依靠核設(shè)施的固有安全特性和故障安全的設(shè)計(jì),設(shè)置應(yīng)對(duì)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事故的專設(shè)安全設(shè)施和應(yīng)急操作規(guī)程,在發(fā)生預(yù)計(jì)的初始事件后將核設(shè)施引導(dǎo)到可控狀態(tài);,23,五預(yù)防和緩解事故的基本原則,-4,4.,當(dāng)萬(wàn)一進(jìn)入嚴(yán)重事故狀態(tài)時(shí),盡可能利用核設(shè)施內(nèi)的一切可利用的手段和資源,控制嚴(yán)重事故進(jìn)展,緩解事故后果;,24,五預(yù)防和緩解事故的基本原則,-5,5.,設(shè)置多重實(shí)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(hù)工作人員、公眾和環(huán)境。,25,第四節(jié) 核安全的基本技術(shù)原則,一、安全分級(jí),二、設(shè)備鑒定,三、構(gòu)筑物、系統(tǒng)和部件的可靠性設(shè)計(jì),四、火災(zāi)和爆炸,五、其他內(nèi)部災(zāi)害,六、外部事件,七、運(yùn)行要求和限制,八、設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事故,九、嚴(yán)重事故,以上各項(xiàng)見(jiàn)核安全專業(yè)實(shí)務(wù)各章節(jié)。,26,十采用經(jīng)驗(yàn)證的工程實(shí)踐,只要可能,安全重要構(gòu)筑物、系統(tǒng)和部件就必須按照經(jīng)批準(zhǔn)的最新的或當(dāng)前適用的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì);其設(shè)計(jì)必須是此前在相當(dāng)?shù)氖褂脳l件下驗(yàn)證過(guò)的。,當(dāng)引入未經(jīng)驗(yàn)證的設(shè)計(jì)或設(shè)施,或存在著偏離已有的工程實(shí)踐時(shí),必須借助適當(dāng)?shù)闹С中匝芯坑?jì)劃,或通過(guò)其他相關(guān)的應(yīng)用中獲得的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的檢驗(yàn),來(lái)證明其安全性是合適的。,這種開(kāi)發(fā)性工作必須在投入使用前經(jīng)過(guò)充分的試驗(yàn),并在使用中進(jìn)行監(jiān)測(cè),以便驗(yàn)證已達(dá)到了預(yù)期效果。,27,十一應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)反饋和安全研究成果,必須充分考慮從運(yùn)行的核設(shè)施中取得的相關(guān)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)和相關(guān)研究的成果。,28,十二安全評(píng)價(jià)及其獨(dú)立驗(yàn)證,安全評(píng)價(jià)必須成為設(shè)計(jì)過(guò)程的一部分,安全評(píng)價(jià)的證實(shí)性分析活動(dòng)和設(shè)計(jì)兩者之間存在迭代過(guò)程,而且隨著設(shè)計(jì)工作的進(jìn)展,證實(shí)性分析活動(dòng)的范圍不斷擴(kuò)大和詳細(xì)程度不斷提高。,在提交國(guó)家核安全監(jiān)管部門(mén)以前,營(yíng)運(yùn)單位必須保證由未參與相關(guān)設(shè)計(jì)的個(gè)人或團(tuán)體對(duì)安全評(píng)價(jià)進(jìn)行獨(dú)立驗(yàn)證。,29,十三老化,考慮到有關(guān)的老化和磨損機(jī)理,以及與服役期有關(guān)的可能的性能劣化,必須為所有安全重要構(gòu)筑物、系統(tǒng)和部件提供適當(dāng)?shù)男阅茉6?,以便保證在其整個(gè)設(shè)計(jì)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(yùn)行工況、試驗(yàn)、維修、維修停役、以及在假設(shè)始發(fā)事件中和其后的運(yùn)行狀態(tài)下的老化和磨損效應(yīng)。,必須采取監(jiān)測(cè)、試驗(yàn)、取樣和檢查措施,以便評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)階段預(yù)計(jì)的老化機(jī)理,以及鑒別在使用中可能發(fā)生的預(yù)計(jì)不到的情況或性能劣化。,30,十四優(yōu)化運(yùn)行人員操作的設(shè)計(jì),必須在設(shè)計(jì)過(guò)程初期就系統(tǒng)地考慮人為因素和人機(jī)接口,并貫徹于設(shè)計(jì)全過(guò)程,;,人機(jī)接口必須設(shè)計(jì)成不但能夠?yàn)椴倏v員提供全面而易處理的信息,而且與做出決定、采取行動(dòng)所需的時(shí)間相適應(yīng),;,人機(jī)接口必須設(shè)計(jì)成便于操作,必須把對(duì)操縱員在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行干預(yù)的要求降至最低,;,廠區(qū)人員的工作場(chǎng)所和工作環(huán)境必須按照人機(jī)工程學(xué)原則設(shè)計(jì)。,十五輻射防護(hù),見(jiàn)本書(shū)相關(guān)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(xiàng)、服務(wù)、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(xiàng),三驗(yàn)證質(zhì)量保證大綱實(shí)施有效性的方法,見(jiàn)核安全專業(yè)實(shí)務(wù)第七章,32,第六節(jié) 安全目標(biāo),一安全目標(biāo),-1,1.,總的核安全目標(biāo),建立并保持對(duì)放射性危害的有效防御,以保護(hù)人員、社會(huì)和環(huán)境免受危害。,以上總的核安全目標(biāo)由輻射防護(hù)目標(biāo)和技術(shù)安全目標(biāo)所支持,這兩個(gè)目標(biāo)互相補(bǔ)充、相輔相成,技術(shù)措施與管理性、程序性措施一起保證對(duì)電離輻射危害的防御。,33,一安全目標(biāo),-2,2.,輻射防護(hù)目標(biāo),保證在所有運(yùn)行狀態(tài)下輻射照射或由于任何計(jì)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(biāo),-3,3.,技術(shù)安全目標(biāo),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(shí)減輕其后果;,對(duì)于在設(shè)計(jì)時(shí)考慮過(guò)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(yán)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(biāo),-1,1,美國(guó),1991,年美國(guó)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(biāo),-2,2,國(guó)際原子能機(jī)構(gòu),1999,年國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)核安全顧問(wèn)組發(fā)表的報(bào)告,(,INSAG-12,),中提出的核電廠運(yùn)行安全目標(biāo)是,:,(,1,)堆芯熔化概率為,10,-4,/,堆年,(,對(duì)已運(yùn)行的核電廠,),和,10,-5,/,堆年,(,對(duì)將來(lái)的核電廠,),;,(,2,)大量放射性釋放概率為,10,-5,/,堆年,(,對(duì)已運(yùn)行的核電廠,),和,10,-,6,/,堆年,(,對(duì)將來(lái)的核電廠,),。,37,二,.,定量安全目標(biāo),-3,3,中國(guó),2002,年,5,月我國(guó)核安全局發(fā)表的政策聲明,新建核電廠設(shè)計(jì)中幾個(gè)重要安全問(wèn)題的技術(shù)政策,中提出新建核電廠運(yùn)行的安全目標(biāo)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(fēng)險(xiǎn)分析,一風(fēng)險(xiǎn)分析的概念,-1,1,什么是風(fēng)險(xiǎn)?,風(fēng)險(xiǎn)是指人們從事某項(xiàng)活動(dòng),在一定時(shí)間內(nèi)對(duì)社會(huì)帶來(lái)的危害,包括對(duì)人的健康或生命的傷害,對(duì)財(cái)產(chǎn)造成的損失,對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的破壞等