核与辐射安全仿真系统SuperMC/RVIS2.3研发与应用

如何尽可能降低工作人员受到的辐射剂量一直是辐射防护领域关注的热点问题。本文基于数字反应堆和辐射虚拟人两类创新技术,结合FDS团队基于真实人体切片数据构建的中国成年高精度辐射虚拟人模型Rad-HUMAN,发展了一套大型通用核与辐射安全仿真系统SuperMC/RVIS2.3,能实现复杂系统建模与虚拟装配仿真、三维动态数据场与模型的叠加可视化分析、核辐射环境下人员虚拟漫游仿真和器官剂量评估等功能。以国际热核聚变实验堆ITER极向场线圈PF4检修以及中国铅基研究实验堆CLEAR-Ⅰ散裂靶更换等过程仿真与剂量评估为代表的应用结果表明,该系统可模拟核辐射环境中多种应用方案的评估与优化,可应用于反应堆设计优化、维修计划、应急评估、操作培训和科普教育,具有广阔的应用前景。     

国外核应急医学救援队伍建设概览

简述了灾难救援医学发展的概况、国外核应急医学救援队伍的组建及运行模式等,重点介绍了福岛核事故后国外核设施场内应急救援队的构建、俄罗斯和美国核事故救援队的概况、救援队运行模式及国外救援队伍的培训演练,分析了国内针对核事故应急救援队伍能力建设进行培训和演练的现状、存在的不足及建议。     

无人机载核辐射监测系统研究

在核设施发生重大核事故后，快速进入事故区域获取核泄漏及放射性污染现场的辐射分布情况具有重要意义。当重大核事故发生后，通常伴随道路的严重损毁，致使核辐射探测器无法随人员和车辆通过地面通道进入核事故现场进行辐射监测。为了克服传统的核应急监测方式易对人员辐射伤害、机动性差及效率低等问题，本研究设计并实现一种无人机载辐射监测系统，能够迅速进入放射性污染区域上空进行辐射监测。无人机辐射监测系统主要包括宽量程G-M计数管、溴化铈闪烁体探测器、数据采集系统与数据传输系统，将以上装置搭建在无人机上可执行0～100 m的低空实时辐射剂量率和能谱测量任务。     

核应急指挥系统安全技术探讨

核电厂应急指挥系统能为应急人员提供有价值的数据,如机组数据、气象数据、环境辐射数据等。在应急响应过程中为指挥人员提供快速辅助决策支持,有效控制和减轻核事故造成的后果,避免和减少工作人员、公众所接受的剂量,保护环境、保护公众。系统对安全性及数据传输安全性能要求较高。基于以往的项目经验及福岛事件后应急的新需求,本文对核电厂应急系统的安全技术设计进行探讨。结果表明,引入信息安全技术可有效保证应急系统的安全,增强核电厂应对核事故的能力。     

我国核电厂多机组应急响应人员扩展方案研究

简述福岛核事故后国际上针对多机组事故应急准备和响应的人员扩展要求,基于事故典型多机组应急状态和我国核电厂应急工作实际,提出应对多机组核事故应急响应的人员扩展要求和实现方法.     

反应堆退役三维辐射场实时计算及可视化

本文基于DELMIA和VIRTOOLS平台开发的反应堆退役三维仿真原型系统,提出了仿真系统、数据库和计算内核既相互独立又集成统一的三维辐射场计算和可视化技术方案。利用点核积分算法建立了三维辐射场计算模型,得到了能量的对数与转换系数的多项式拟合公式,考虑了设备屏蔽和自吸收效应。采用VS语言和SQL server软件平台编制了三维辐射场计算程序,经验证,在关键点处的辐射水平计算值与测量值的比值小于10,并嵌入了仿真系统,实现了退役场景三维辐射场的实时计算和数据更新。提出了基于行走路径的人员受照剂量计算方法,并实现了可视化显示。     

乏燃料后处理厂核应急评价与决策支持系统设计

乏燃料后处理厂可能发生临界、放射性物质泄漏、火灾和爆炸等事故，营运单位需要建立相应的应急评价能力，配置针对上述事故的核应急评价系统。本文介绍了针对乏燃料后处理厂5种典型事故的三维可视化实时核应急评价与决策支持系统设计，该系统可基于工艺系统监测数据实现应急工况实时诊断，计算向厂房和环境释放的源项，基于应急预案开展应急响应流程管理，针对工作人员和公众防护策略开展防护行动分析等功能，并基于三维可视化技术实现应急评价结果和响应流程的动态展示。本系统可用于我国乏燃料后处理厂应急评价与决策支持，提升其应急准备与响应能力。     

核事故应急情况下快速确定辐射剂量率场的方法及其应用

介绍并分析了在核事故应急情况下，应急辐射监测和事故后果评价两种确定辐射剂量率场的方法及存在的不足，根据估算照射率场分布的方法引出快速估算辐射剂量率场的计算方法，并对其在事故应急和演习中的应用进行了分析。     

核事故应急救援数据库系统设计与应用

在重大核事故发生后,快速掌握应急救援力量、救援物资及人口分布等核应急救援关键数据,有助于及时、科学、合理地开展应急救援工作。本文基于多源异构核应急数据的整合与分析,构建面向核事故应急救援指挥的数据库系统,用于涉核目标周边区域基础数据、地理环境、应急力量、应急预案、保障资源、支援力量等核应急数据的管理与分析应用,配套建设法规标准、基础理论、案例分析等核事故应急参考文献,综合利用可视化、数字地图和人机交互等先进技术,直观呈现核应急数据与信息,为核事故应急救援提供辅助决策和技术支持。     

乏燃料联运数字化应急演练系统研究与应用

组织乏燃料运输核事故应急实战演练的时间和人力成本高,协调难度大,因此,实战演练的次数有限。同时,实战演练模拟的事故情景不够全面,严重的事故情景难以模拟,复盘效果差。为解决实战演练中的难点与痛点,提高乏燃料运输过程中应急组织对各类突发事件的应急处理能力,设计并实现了乏燃料联运数字化应急演练系统。该系统以乏燃料运输应急情景化构建为基础,借助数字化手段实现对特定场景应急脚本的演练,能打破传统实战演练的壁垒,随时随地辅助演练的开展,大大提升演练效率,有效提高乏燃料运输过程的应急处置及响应能力。     

核事故应急船舶核辐射防护装置设计

针对海洋核事故应急情况,提出了具备快速装卸的船舶核辐射防护装置的设计和宽束γ耦合MCNP算法。该算法用于指导核辐射防护装置设计,并通过实验对算法进行验证的同时分析了核辐射防护装置的防护性能。实验结果表明:所采用的耦合算法真实可靠,防护性能分析结果可为驶入辐射区域船舶核辐射防护装置铺设提供指导。     

基于混合蚁群算法的核应急车辆疏散路径规划

核事故的发生具有不可预测性和破坏性，为应急车辆制定合理的疏散计划将危险区域的人员撤离至安置点，可以有效减少人员所受到的伤害。针对核事故下应急车辆路径规划问题，以累积辐射剂量为评价指标，提出了一种基于混合蚁群算法(Hybrid ant colony algorithm,HACO)的车辆路径规划方法。首先，利用模糊网络建立了时间窗内疏散路径平均通行时间期望模型，同时结合累积辐射剂量计算模型，建立了能够随时间变化的动态累积辐射剂量计算模型。然后在蚁群算法迭代过程中引入模拟退火算法，并且在邻域搜索中引入A^*算法启发式思想，提高了算法全局寻优能力。为进一步提高算法的局部搜索能力，引入帕累托排序方式，在蚁群算法信息素更新方式中加入距离对信息素增量的影响。仿真结果表明：HACO算法相较于蚁群算法平均收敛值提高了31%，稳定性提高了30%，能够为核事故下疏散路径规划预案的制定提供技术支持。     

基于MAS的船用压水堆核事故应急决策支持系统

船用压水堆装置环境复杂、工况多变,严重制约对其进行核事故应急决策.为提高其核事故应急决策能力,最大限度降低核事故的影响,提出一种基于多Agent系统(MAS)的核事故应急决策支持系统.采用HLA/RTI作为应急决策支持系统的支撑环境及系统结构.系统由:系统控制Agent、分析Agent、对策Agent、评估Agent、环境Agent等组成.系统中充分利用MAS的自主性、反应性和主动性对舰船核事故做出有效的应急决策.     

某型装备典型核事故仿真动态演示系统的开发及实现

场景仿真已成为事故调查、危害评估及等级判定的重要手段,由于部队在核事故应急领域缺乏充分的经验,开发一套能够反映事故发展过程和关键技术成果的动态演示系统是十分必要的。本文以某型装备典型核事故为对象,结合部队应急处置的具体任务开展仿真动态演示系统设计,展示核事故的发生发展历程、放射性传播扩散过程、人员所受危害、阵地沾染程度和影响范围、先期应急处置建议与方法等内容,为切实开展应急响应提供技术支撑。     

核电厂事故机器人应用研究

本文总结了三里岛核事故、切尔诺贝利核事故、福岛核事故中辐射侦察机器人的性能指标和作业详情,并根据核事故强辐射场、高温高湿、地形复杂的特点讨论了核事故对机器人性能的需求,最后对核事故机器人的未来发展进行了展望。     

基于剂量权重因子与蚁群算法耦合的核应急路径规划仿真

核事故发生初期,应急救援人员在辐射环境中的救援行动路径规划问题是核应急决策的重要组成部分。充分考虑辐射环境的特殊性,本文针对时间和剂量数值的双重约束,采用基于辐射场剂量权重因子修正的蚁群算法,实现辐射环境下救援行动的路径规划。以某核电厂典型辐射区域作为研究对象,对辐射场中设备巡检路径规划进行仿真,结果表明本文方法可为核应急快速救援提供决策支持。     

核事故早期应急响应的预报模式及其设计方案

风场预报和烟羽浓度预测是核事故早期应急响应放射性后果评价系统的主要内容。基于将风场预报和烟羽浓度预测作为一个系统的考虑,介绍用于核事故早期应急响应的预报模式和设计方案。风场预报,以质量守恒的风场诊断模式提供的三维风场为初始场,采用非静力平衡、完全可压缩的大气动力学模式。烟羽浓度预测,采用粒子随机游走大气扩散模式,该模式所依赖的平均风速和湍流脉动参数均来自非静力平衡、完全可压缩的大气动力学模式。     

一种针对多机组事故的操作干预水平应急决策辅助系统

操作干预水平(OIL)是指对应于某一特定公众防护行动通用干预水平的易于测量的辐射量,用于在核事故期间直接与监测结果比较给出应急防护行动建议。福岛核事故后,我国核应急准备和响应向着多机组方向发展,本研究提出了一种针对多机组事故优化的OIL应急决策辅助系统,将每个机组发生的事故后果进行单独计算和评价,最后将它们对环境辐射后果的贡献进行迭加并代入原先计算公式中,即得到多机组事故下的OIL值。在优化方法的基础上,系统实现了单机组和多机组事故情景下的OIL查询、计算、修正以及后续的应急辅助决策功能。目前,该系统已应用于秦山、田湾、宁德、阳江等核电基地,其模式和功能在实际应用中得到了不断验证和完善,为核事故应急提供了重要的辅助决策手段和工具。     

磁约束聚变装置辐射监测系统概况

采用氘、氚燃料的核聚变反应会产生大量的中子、γ射线及活化产物等,对人员和环境的辐射安全产生影响。为了减小电离辐射带来的影响,需要准确掌握聚变装置核辐射场强度的时间与空间分布信息。世界上已建设的磁约束聚变装置,均根据其自身运行工况特点,建立了完整的核辐射监测系统来应对电离辐射带来的潜在影响。通过对磁约束聚变装置运行及维护期间辐射剂量的监测,获得实验场所与外围环境的电离辐射和放射性核素数据,为辐射安全防护管理提供数据支撑。基于对国内外磁约束聚变装置辐射监测系统的调研,本文归纳了此类装置主要的电离辐射源项及监测系统架构,进而介绍了磁约束聚变中子与γ辐射剂量的测量方法及常用探测器。最后综述了国内外核聚变装置辐射监测系统的研究状况,展望了未来核辐射监测系统的发展趋势与目标。     

我国核应急发展现状与前沿动态研究

核应急是核能事业持续健康发展的重要保证。为了把握我国核应急关键技术的研发重心,切实解决我国核应急技术重要需求和关键科学技术难题,探讨了国内外核应急发展现状,剖析了我国的核应急组织体系、核应急法规体系以及核应急演练机制,并在此基础上,通过总结中国核电及核电安全技术的发展趋势,进一步展望核应急发展的前沿动态。我国已建立了较为完善的核应急组织体系和法律体系,目前仍密切跟踪国际最新安全要求完善体系建设;核应急技术与装备研究方面,我国仍处于起步阶段,尚缺乏较为成熟的核应急技术和完备的装备。国家投入大量精力开展核应急技术的研究,重点攻克在核事故应急评价、核与辐射应急监测技术,核应急辐射防护技术,核事故应急作业技术与装备,以及核事故后果评价等方面的关键技术。