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“千人计划”专家解读核电厂严重事故预防与缓解

文章来源:中国核工业新闻日期:2018年6月27日

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今年4月,网赌网站“龙腾2020技术”创新计划——“严重事故特征,预防,减灾和管理技术研究”正式启动。该特别项目由中国核工业集团公司投资,以进一步提高三代独立核电技术(如“华龙1号”)的安全性,并应用于现有的技术改造和安全改进。核电厂。

该项目首席科学家,国家“千人计划”专家马伟民博士说:“对核电站严重事故的研究将为'实际消除大规模放射性释放设计'提供科学保障。”在采访中,马为民还向记者讲述了科学问题。关于核电厂严重事故的知识。

严重的事故研究提高了安全性

记者: 核电厂发生了什么严重事故?

马为民:众所周知,安全是核电发展的生命。核电厂的事故一般可分为设计基准事故和严重事故(超设计基准事故)。具体地,严重事故是指由于核心的大规模熔化而放射性物质从核燃料组件逸出的事故。严重事故的特点是极低的发生概率,但后果非常严重,可能对公众和环境产生重大影响。

自人类和平利用核能开始以来,世界各地核电站发生了三起严重事故:1979年美国旧金山核事故,1986年苏联切尔诺贝利核事故,2011年日本。福岛核事故。

我们对严重事故的研究主要有两个目的:一是掌握严重事故的科学规律,了解事故的发生和演变,为反应堆安全评价提供知识和工具,二是制定严重事故预防和缓解。技术措施为“实际消除设计中的大规模放射性释放”提供工程和技术支持。

记者: 如何研究严重事故具体如何提高核电安全?

马为民:严重事故的过程通常是:反应堆堆芯温度过高,核燃料组件的几何形状被破坏,核心在大面积熔化,放射性物质从受损的部件包层中逸出。在这个过程中,有三个物理障碍。保护是核燃料部件的包壳,压力容器和安全壳。即使在发生核事故的情况下,如果三层保护继续发挥作用,核电厂仍然是安全的。

从历史上三起重大事故的比较中,我们也可以看到线索。最早的旧金山核事故,虽然核心已经融化,但近20吨的熔融物质仍保留在安全壳的下部,安全壳仍然完好无损,虽然造成了经济损失,但没有对其产生重大影响。公共和环境。切尔诺贝利核电站完全没有遏制。爆炸发生后,放射性物质散落到各处。尽管在福岛事故中采取了一些措施,但最后一道屏障遏制的完整性已经受到损害并产生严重后果。

对严重事故进行研究的最终目标是确保在发生核事故甚至是严重事故时,三层保护的最后一层——的完整性,从而阻止事故的进展和预防事故继续发展。通过这种方式,核电厂不会进行大规模的放射性释放,也不会影响公众和环境,从而最大限度地减少事故的后果。这也被称为“从设计中实际消除大规模放射性释放”。目前,这一目标是可以实现的,因为严重事故的研究极大地促进了核电的安全。实践证明,我们不仅可以掌握严重事故的主要过程和现象,还可以了解如何将研究成果反馈到现有安全技术的改进,促进新安全技术的发展。

预防+缓解有效消除风险

记者:核电技术抵御重大事故的现状如何?

马为民:每次严重的核电事故都促进了研究工作。例如,在福岛核事故后,该行业开展了一系列工作,包括对运营单位进行压力测试,审查在建单位的安全措施,对旧桩进行安全评估和改进,以及进行汽油。研究池中的严重事故,严重事故管理指南的验证等。目前,新单位基本上是基于第二代加第三代核电技术,并相应地进行了改进。福岛核事故。

目前核电技术在抗重大事故中的安全应基于两个方面:事故预防和缓解:

在预防方面,目前的三代核电技术一般都采用被动安全系统,核心崩溃的概率大大降低(从原来的10-5降至10-6)。关于改善核电厂运行的研究也很多。例如,瑞典核安全机构要求其核电厂安装不受外部事件影响的独立应急注水系统。

在减缓方面,在目前的三代核电技术中,在发生严重事故的情况下,还有特殊措施来确保安全壳的完整性。例如,AP1000和“华龙1号”晶圆内熔体保留(IVR)技术,俄罗斯VVER,法国EPR和通用电气公司的ESBWR(沸水反应堆)。与此同时,各国也在研究运营单位的转型。例如,欧盟的一些国家决定为某些反应堆安装IVR措施。日本还在研究各种安全改进计划,以重启核电。

由于中国的核电机组相对较新,使用压水反应堆技术的安全壳体更大更厚。新的三代发电机组还具有被动安全系统。严重事故发生的概率极低,相应的缓解措施也已到位。应该说,现有的核电安全技术水平应该已经具备应对类似福岛核事故的挑战的能力。

记者: 我国在这个领域的研究情况如何?

马为民:目前,国内对重大事故的研究越来越受到重视,取得了许多成果。但是,还应该指出,国内研究的规模和深度仍远未达到国际先进水平。

那时,美国是核电发展的先驱。它在严重事故研究方面的投资也是世界第一。我们今天使用的核安全标准和严重事故安全分析软件几乎全部来自美国。欧洲,日本和韩国已大规模发展核电。这些地区人口密度高,公众对核电的关注度很高,核电安全要求也很高。因此,在严重事故研究方面做了大量工作。趋势。

中国必须实现从核电向核电的转变,核电技术必须实现从运行到运行和领导的过渡。目前的严重事故调查水平还远远不是我们的目标。中国希望引领新一轮核电发展,提高自主研究严重事故预防和减灾技术的能力是一个无法回避的门槛。

继续开展研究,有望解决风险

记者: 研究核电厂严重事故有哪些困难?

马为民:首先,严重事故是一个复杂的过程。严重事故包括核心熔化,材料损坏,放射性物质释放等,涉及材料科学,材料力学,热工水力学和其他物理和化学领域,但也要考虑高温和高压等极端条件,因此其研究是也是一项复杂的任务,非常困难。目前的研究方法往往是将其分解成各个部分来考虑,很难将所有的过程和现象放在一起。

二,重大事故特征——核心崩溃,决定我们不能用反应堆进行真正的实验。因此,本研究从科学假设开始,首先设想各种可能的事故过程,然后将事故分解为我们可以在各种尺度和过程中掌握的问题,然后在每次研究后进行综合分析。我们不仅需要确定性研究,还需要一种概率方法。由于高不确定性和低发生概率,我们经常将严重事故视为超设计基准。

第三,严重事故的复杂性和特征决定了它是一个昂贵的研究课题。从龙门基地的建设到各种研究和科研成果的应用,到项目的实际应用,需要不断的投资和更新。

应该说,我们目前对严重事故的理解和预测仍然有限,因此我们处理的安全策略往往是采用信封并增加安全边际。信封的成功取决于我们的认知水平,只能通过不断的科学研究和创新来解决。严重事故的特征及其研究需要我们长期继续研究。只有保持高枕无忧的精神,核电厂的安全水平才能不断提高,同时降低成本。我们需要继续加深对严重事故的认识,提高分析方法和工具的可信度,减少严重事故缓解措施评估的不确定性。

记者: 中国应如何推动重大事故调查?

马为民:独立自主地开展重大事故研究,离不开独立安全技术研发基地,独立测试验证和机制研究平台,独立安全分析软件和一批擅长重大事故研究和独立的专家。在重要的学科。从这个意义上讲,我们还有很长的路要走。

中国严重的事故研究始于对西方的研究。它最初基于复制和验证。随着中国核电的发展,我们应该建立一个与核电兼容的重大事故研发能力。我们应该在继续吸收和吸收当前经验的基础上继续投资和增加研发工作。严重事故研究的特点也要求我们专注于联合研究和开发。建议国内企业集团和研究机构加强沟通和交流,共同宣传项目,搭建平台,共享资源,人才和经验。

目前,网赌网站已启动“重大事故特征,预防,减灾和管理技术研究”专项。该项目对提高国内三代独立核电技术的安全性和经济性,提高我国重大事故安全研究水平具有里程碑意义。此外,生态与环境部(核安全管理局),国防科技局(国家原子能机构)和国家能源局也有相应的特殊项目,以鼓励企业集团合作,和其他核公司还开展了各个领域的工作。 (高玥)

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