福岛乏燃料水池事故探讨

日本福岛核事故暴露出乏燃料水池安全的重要性和严峻性,乏燃料水池的安全监管应给予高度重视.本文描述了日本福岛第一核电厂乏燃料水池的基本情况,简要分析了4号机组乏燃料水池的事故起因和乏燃料源项,最后总结了从此次事故中汲取的经验教训.     

核电站乏燃料水池遭受恐怖袭击后果评价

以典型的百万千瓦级压水堆核电站为例,介绍了乏燃料水池及乏燃料组件的特征,分析了乏燃料水池遭受恐怖袭击的情景和释放源项,并在此基础上使用后果评价程序MACCS进行了计算。结果表明在所有乏燃料组件均燃烧、仅最后卸出的一炉组件燃烧和最后卸出的三炉组件间隙释放的三种情景下,有急性死亡危险的区域半径分别约为6km、3km和0km,有效剂量超过50mSv的区域半径分别约为80km、34km和9km,隐蔽的可防止剂量超过10mSv的区域半径分别约为100km、48km和11km。     

乏燃料干法贮存容器屏蔽性能研究

乏燃料干法贮存容器的屏蔽设计是关系到乏燃料干法贮存设施辐射安全的重要影响因素。以我国自主研发的乏燃料干法贮存容器为对象,重点围绕屏蔽性能目标的合理确定、屏蔽计算方法、计算假设的选择以及计算结果的分析等多方面展开研究。计算分析表明,自主研发的的乏燃料干法贮存容器的屏蔽性能良好,满足辐射安全要求。     

压水堆核电厂乏燃料组件源项计算分析

核燃料贮存、运输以及后处理过程中的安全是构成核与辐射安全的重要内容,为保证安全性,提高运输经济性,减小后处理厂对环境的排放,须获得乏燃料组件的包络源项,因此,采用ORIGEN-ARP程序分析组件运行历史、初始富集度、燃耗深度等参数对源项的影响。运行历史在卸料初期对源项略有影响,可采用合适的保守因子予以包络,在冷却一定时间后,其影响可忽略不计;初始富集度、燃耗深度均不同的组件须经对比计算以获得包络源项。计算表明：在目前核电厂乏燃料组件中,²³⁵U初始富集度为4.45%、燃耗深度为55 GW•d/tU的AFA-3G型组件源项是包络的,可作为乏燃料水池、运输容器设计,以及后处理厂排放源项分析的初始源项。     

蒙特卡罗方法在乏燃料运输容器屏蔽中的应用

本文主要应用蒙特卡罗方法进行了屏蔽计算的研究.在开展蒙特卡罗方法的实际应用中,对大亚湾第一炉换料乏燃料运输容器进行了屏蔽计算.源项应用ORIGEN-Ⅱ程序的计算结果,应用MCNP程序对乏燃料运输容器(STC)进行屏蔽计算,并将计算结果与实测值进行了比较分析.考虑到今后可能会运输更高燃耗的乏燃料,本文对这类乏燃料的运输也进行了计算.     

乏燃料桶外部剂量的MCNP分析

乏燃料运输容器是运输反应堆乏燃料的专用设备.文章使用MCNP4C软件计算西屋MC-10乏燃料桶的外部剂量率,方法是基于网格的定义,得到桶周围外部整体剂量率,并与前研究工作者Georgeta Radulescu的计算结果相比,结果一致性符合较好,使用网格造成机时耗费较大,也存在一定误差,但能够比较全面,详尽地得到关于乏燃料桶外部剂量的一些数据,可以对工作人员确定乏燃料桶外部剂量有一定的参考意义.     

迷宫屏蔽剂量计算方法的比较研究

本文在NCRP第49、51和151号报告基础之上,概述了低能和高能加速器迷宫剂量率的理论计算方法。应用此种方法,分别对同方威视技术股份公司密云CT厂房的多折迷宫和军事医学科学院辐照实验室的弧形迷宫进行了理论计算。通过与现场测量实验和蒙特卡罗模拟计算结果的对比得出,该方法只要参数选取合理,对于一般迷宫剂量率的估算,可以节省大量计算时间,得到较为保守准确的结果。希望可以为今后迷宫的设计和剂量估算方法提供参考。     

压水堆核电厂乏燃料组件γ源强研究

本文运用ORIGEN-ARP计算研究了压水堆核电厂反应堆平衡循环的乏燃料组件的γ源强,对影响γ源强的因素,包括总燃耗、各循环燃耗比例和能群结构划分方式进行了分析。分析结果表明:乏燃料组件中,裂变产物产生的γ源强始终占主要部分。在卸料后的不同冷却时刻,γ总源强与总燃耗或末端燃耗密度存在正比关系。采用不同γ能群结构划分方式对γ总源强计算结果的影响较大。     

某型乏燃料运输容器中子辐射屏蔽性能检测

中子辐射水平测量的可靠性是辐射屏蔽性能检测的难点。本文采用便携式中子测量仪和多球谱仪对某型乏燃料运输货包外部中子辐射水平进行了测量,并基于SCALE程序计算得到的乏燃料中子源项,采用MCNP程序模拟计算得到货包外部中子辐射水平。对测量结果和计算结果进行比较,分析相关影响因素,提出了优化测量方案的建议。     

剂量率在严重事故下乏燃料损伤评价系统中的应用

本文介绍了一种利用剂量率监测值评价严重事故时乏燃料损伤程度的方法。分别计算不同富集度、燃耗的乏燃料100%包壳损伤的剂量率作为数据库,根据停堆时间、事故的发生时间与实际监测值来评估乏池中燃料的损伤份额,实现了对乏池中不同类型燃料的损伤程度的差异化评估。本文方法已应用于秦山二期的乏燃料损伤评价系统中。     

用MELCOR程序分析600 MWe核电厂乏燃料水池失去厂内外电源严重事故

利用MELCOR程序建立了600 MWe核电厂乏燃料水池计算模型,分别计算了在正常储存、正常换料和反应堆事故工况下,乏燃料水池失去厂内外电源严重事故序列。计算结果表明,燃料组件大约裸露一半后,锆水反应导致燃料熔化并产生大量氢气。分析了喷淋和注水对乏燃料水池事故的影响,分析结果表明,在燃料包壳失效前,以沸腾蒸发速率注水或喷淋能中止事故发展,并能使乏燃料水池水位缓慢回升。     

非能动压水堆核电厂乏燃料池风险评价

以非能动压水堆核电厂为研究对象,对可能引起乏燃料损伤的内部事件进行了风险评价。采用PSA软件RiskSpectrum建立事件树和故障树模型,进行乏燃料损伤频率（FDF）定量化。结果表明：在所有工况下总的FDF为2.05×10^-9/(堆•年),远小于堆芯的损伤频率（约2.41×10^-7/(堆•年)）;即使在放射性完全释放的假设下,乏燃料损伤导致的大量放射性释放频率仍较堆芯损伤导致的大量放射性释放频率（约2.38×10^-8/(堆•年)）低1个量级;由于非能动压水堆核电厂有多重预防缓解措施以应对乏燃料池（SFP）事故,SFP风险远低于堆芯风险,可实现核安全导则的安全目标。     

核电站乏燃料水池冷却系统虹吸破坏管性能安全分析

国外核电站的运行经验表明,核电站乏燃料水池冷却（PTR）系统的虹吸破坏管性能存在安全隐患,在某些工况下不能有效阻断虹吸流。本文采用RELAP5软件对国内某典型核电站的虹吸破坏管性能进行安全分析。结果表明,在现有的设计条件下,虹吸破坏管无法及时、有效阻断管道断裂后产生的虹吸流动,乏燃料水池冷却水持续从断裂处泄漏,并导致冷却水管道入口露出水面,从而引起乏燃料水池冷却能力丧失,为核电站安全带来极大风险。进一步分析表明,虹吸流引起的乏燃料水池水位下降幅度受断裂点处距水面的高度差、管道流动阻力和PTR系统的管道结构3个因素的共同影响;管道流动阻力可有效缓解和降低由管道断裂引发的虹吸流动的危害性。     

秦山第二核电厂乏燃料水池失去冷却后最短响应时间分析

全厂断电事故工况下,反应堆乏燃料水池冷却和处理系统存在较大的停运风险。为避免反应堆乏燃料水池失去冷却事故工况的进一步恶化,使用ORIGEN-S程序计算了不同状态下从乏燃料水池失去冷却到乏燃料组件裸露的最短时间。结果表明,在最恶劣工况下,乏燃料组件裸露的最短时间为79.2h,该结果也被用于制定秦山第二核电厂的应急响应行动计划。     

30万居里~（60）Co源贮存井多重屏蔽的最优化计算

介绍了用Ｂｒｏｄｅｒ公式表示累积因子，对γ线源进行多重屏蔽的最优化计算方法。计算了用３０根每根为１×１０￣４Ｃｉ的￣（６０）Ｃｏ线源构成的矩形栅板源，在贮源井内，依次经水、铅和混凝土屏蔽时，井盖和井壁在给定条件下的最优化铅屏蔽层厚度，并给出了源贮存井的最优化构型。在最优化的屏蔽条件下，贮存井上方任何位置的剂量当量率将低于３．１４×１０￣（－３）ｍＳｖ／ｈ，在主井的每次检修期内，工作人员实际的受照剂量当量将不会超过０．０７ｍＳｖ。     

研究堆铝包壳元件水池贮存的腐蚀问题

评述了研究堆乏燃料管理的重要性;总结了影响研究堆元件铝包壳腐蚀的因素;从美国和其它一些国家的经验与教训,指出关键是池水的水质;介绍了减轻铝包壳腐蚀的措施。     

乏燃料运输容器二维辐射屏蔽优化分析

智能辐射屏蔽优化设计软件平台是基于遗传算法程序和一维离散纵标程序ANISN而开发的一维多目标屏蔽优化程序。使用该程序对乏燃料运输容器进行辐射屏蔽优化设计,构建了乏燃料运输容器多目标优化辐射屏蔽设计的计算模型,对乏燃料运输容器重量和外部剂量率进行了优化计算,并使用蒙特卡罗程序MCNP/4C进行校核计算。优化后乏燃料运输容器重量为原来的81.1%,剂量率下降到原来的65.4%以下。该程序计算结果与MCNP/4C校核计算结果最大偏差小于5%。计算结果证明了优化设计方案的可行性并验证了该程序计算的正确性。