核安全基础(哈工程)

核科学与技术学院

基本要求一、大纲要求：

College of Nuclear Science and Technology

1.掌握核安全的基本概念和理论。 2.熟悉三道屏障的概念、辐射与辐射防护的知识。 3.掌握核电厂安全设计的基本知识，了解反应堆专设 安全设施的知识。 4.掌握反应堆运行工况与事故分类的基本概念。 5.了解核电厂典型事故，了解核安全对策和严重事故 的处置与缓解方法及核安全文化的基本内容。 6.能够对核动力装置做简单的安全分析。

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基本要求二、教学目标：

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1、了解核安全的基本理念和现代核电厂的核安 全控制思想2、掌握核安全的基本概念、理论和基本设计方 法，学习典型事故 3、更重要的是希望通过该课程的学习，同学们 能感触到工程技术人员是如何处理遇到的问 题和发展新的技术方法的。

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第一章 引论

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第一章 引论

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§1.1 核反应堆安全的概念 §1.2 核反应堆安全特性

§1.3 核电厂的安全对策

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1.1 核反应堆安全的概念

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1.1 核反应堆安全的概念

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核电的产生：核能 —〉热能 —〉机械能—〉电能

核电的本质问题是可控的将核裂变或聚变产生的能 量转变为热能，热能转变为机械能，进而转化为电 能。与常规化石燃料电厂的直观比较是将燃烧锅炉 换成了反应堆或聚变装置 需要核燃料循环，有潜在的放射性危害。 核电是集现代科学与现代技术于一身的技术密集、 资金密集的产业，也是目前唯一可大规模开采利用 的新型清洁能源

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1.1 核反应堆安全的概念核电与火电主要区别

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停堆定期换料 较大过剩反应性、超功率事故，使反应堆运行与控 制复杂化 核能释放伴随放射性释放 1W热功率相应裂变产物放射性达3.7×1010Bq 停堆后很强的衰变余热 燃料元件过热烧毁、堆芯熔化危险，停堆冷却 运行过程中带放射性三废物质产生

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1.1 核反应堆安全的概念

潜在放射性危害是核电厂特有的核安全问题。 显示核电厂工作人员及周围公众的放射性危害是

有控制的、是符合国家有关法规要求的。

表明专设安全系统的有效性。 为了防止放射性释放事件发生，减小事件发生后

的后果，设计中采用了纵深防御的概念、设置了 专设安全系统来对事故进行设防。

向安全当局

及公众表明电厂的安全性。 向国家核安全局提交安全分析报告。

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1.1 核反应堆安全的概念 核安全分析的方法1、确定论的安全分析(Deterministic Methods) 2、概率论安全分析 (PSA-Probabilistic Safety Analysis) (PRA-Probabilistic Risk Analysis)那么我们要分析那些情况呢？

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1.1 核反应堆安全的概念冷却剂丧失事故

SGTR

蒸汽管道破裂事故

蒸汽反应性引 入事故汽轮机跳闸旁 路阀门未打开

水主泵 主管道失流事故 给水管道破裂事故 热阱丧失事故

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1.1 核反应堆安全的概念

何 谓 核 安 全 问 题

核电厂区别与常规火电厂的特殊安全问题 超功率事故，控制要求特别高。 剩余发热很强，需要长期冷却。

放射性(运行、停闭),需要屏蔽。 产生大量放射性废物，必须妥善处置。

核电站的风险 事故工况下不可控的放射性核素的释放。

核安全问题 如何防止放射性核素的释放对工作人员、居民和环

境造成的放射性危害就成为核电厂区别于常规火电厂 的核安全问题。

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1.1 核反应堆安全的概念安全、安全、安全！!!放射性 任何情况下不能有 放射性物质泄漏 放射性 从理论上来说，核电厂并非百分之一百地安全。 从科学的角度看，人们能做的只是将风险降得更低。

如何尽可能降低风险，就构成了核安全的目标。

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1.1 核反应堆安全的概念风险与安全风险：生命与财产损失或损伤的可能性 。事件发生造成 的后果 事件发生 的频率

数学语言事件发生造成的后果与事件发生的频率的乘积 损害 损害 R C 单位时间 事件

事件 P 单位时间

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1.1 核反应堆安全的概念安全： 没有危险、不受威胁、不出事故面临的问题：安全与风险之间的权衡取舍

安全目标 ？如何以合理可行的手段尽可能降低风险

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1.1 核反应堆安全的概念

核安全定义1 在核设施设计、制造、运行、及停役期间为保护工作人员、公众和环境免受可能的放射性危害所

采取的措施的总和2 实现正确的运行条件，防止事故发生或减轻事故 后果，从而保护工作人员(和其他现场人员)、

公众和环境免受不适当的辐射危害。

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chnology

1.1 核反应堆安全的概念

核安全措施 保障所有设备正常运行，控制和减少对环境

的放射性废物排放； 预防故障和事故的发生；

限制发生的故障和事故的后果。

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1.1 核反应堆安全的概念核安全的总目标 辐射防护目标 技术安全目标

建立并维持一套有效的防护防御，以保护工 作人员、居民及环境免受放射性危害。这并不意味着核电厂不存在其它的、常规电厂都会造成的比较 普通的风险，如热排放对环境的影响、事故引起的核电设备损 坏所造成的巨大经济损失等。对于这些常规风险我们也需予以 重视，但为了突出核电厂的特 殊性，它们不包括在核安全研 究的范畴内。

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1.1 核反应堆安全的概念核安全的总目标 辐射防护目标 技术安全目标

保证在所有运行状态下核动力厂内的辐射照射或由于该 核动力厂任何计划排放放射性物质引起的辐射照射保持低 于规定限值并且合理可行尽量低，保证减轻任何事故的放 射性后果。 要求： 正常情况下具有一套完整的辐射防护措施 事故情况下具有一套减轻事故后果的措施

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1.1 核反应堆安全的概念核电站周围 我国某些高本底地区 砖房 0.01毫希/年 3.70毫希/年 0.75毫希/年

生活中的辐射

宇宙射线水、粮食、蔬菜、空气 土壤 乘飞机北京-欧洲往返 胸部透视

0.45毫希/年0.25毫希/年 0.15毫希/年 0.04毫希/次 0.02毫希/次

辐射防护目标不排除人员受到有限的照射，也不排除法规 许可的放射性物质从处于运行状态的核电厂向环境的排放。 此种照射和排放必须受到严格控制，并且必须符合运行限 值和辐射防护标准。

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有关国家和机构的定量安全目标国家(机构) 堆芯损坏频率 大量放射性释放概率 (次/堆· 年) (次/堆· 年) IAEA 10-5 10-6

10-5 10-6 EUR 10-5 10-6 -6 美国 10-4 10-7 AP1000堆芯损坏频率达5.09×10 -6 法国 10-8 大量放射性释放概率达5.94×10 英国 10-5 10-7 EPR 10-5 10-6URD

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1.1 核反应堆安全的概念核安全的总目标 辐射防护目标 技术安全目标

超设计基准事故：对于有 设计准则在设计中采取了针对性措 对于核电厂设计中考虑的所有事故，甚至对于那些概率极小 些严重的事故，专设安全 施的那些事故工况，通过专设安全 的事故都要确保其放射性后果是小的； 设施已不能有效制止事故 设施即可应对。 保证那些会带来严重放射

性后果的严重事故发生的概率极低 的发展。预防事故的发生 设计运行中贯彻一系列安全原则 DBA,确保放射性后果小 BDBA,确保发生概率非常低

设计基准事故：即核电站按确定的 有很大把握预防核电厂事故的发生；

专设安全设施规程性措施

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