[發明專利]一種壓水堆核電廠失水事故放射性源項評估方法

有效

• 申請號: 201810255674.4
• 申請日: 2018-03-27
• 公開（公告）號: CN108537424B
• 公開（公告）日: 2021-08-20
• 發明（設計）人: 陳海英;陳妍;郭瑞萍;王韶偉;靖劍平;韓靜茹;攸國順;劉福東;張春明
• 申請（專利權）人: 環境保護部核與輻射安全中心
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及核輻射安全領域，具體涉及一種壓水堆核電廠失水事故放射性源項評估方法，該方法包括以下步驟：(1)基于反應堆平衡循環壽期末堆芯積存量及放射性核素從堆芯到安全殼大氣的釋放份額，計算反應堆堆芯釋放到安全殼大氣的核素初始放射性活度；(2)將核素按照衰變類型分為三類，根據安全殼大氣中放射性核素的初始值以及核素在安全殼遷移、釋放過程中的產生項與消減項，分類計算安全殼大氣中不同時間各核素的放射性活度；(3)根據安全殼泄漏率和步驟(2)得到的安全殼大氣中放射性核素活度，積分計算釋放到環境中的放射性核素活度。本發明提供的計算方法考慮完整的核素衰變鏈，科學合理，通用性強。

技術領域

本發明涉及核輻射安全領域，特別涉及一種壓水堆核電廠失水事故放射性源項評估方法。

背景技術

核電廠事故中放射性源項是評估公眾所受輻照劑量的重要輸入數據，是核電廠安全分析和環境影響評價中重點關注的內容。壓水堆核電廠發生失水事故(LOCA)后，燃料棒和一回路冷卻劑中的放射性核素進入安全殼氣空間，經過自身衰變、沉積、噴淋去除等一系列過程后，放射性核素通過安全殼泄漏到環境中，給公眾和生物造成輻射危害。LOCA事故中放射性核素遷移與釋放過程如圖1所示。

目前在計算核電廠LOCA安全殼內放射性核素活度時，通常采用一種簡化的計算模型，如公式(1)所示。然而，由于不同的反應堆堆型，堆芯釋放類型、釋放時間、核素的去除機制等各不相同，以及核素自身的衰變類型不同，導致公式(1)并不適用于不同堆型的核電廠以及所有類型的放射性核素活度計算。

其中，A_i(t)為LOCA事故期間任一時間段安全殼氣空間中核素i的放射性活度，Bq；λ_i為放射性核素i的衰變常數，s^-1；λ_Ti為安全殼內核素i的總去除常數，包括專設去除、自然去除、泄漏等，s^-1。

在核電廠安全分析中，往往采用一些假設簡化計算，例如在計算LOCA事故源項時，不考慮母核衰變對子核源項的貢獻；對于安全殼噴淋系統作為專設安全設施的核電廠，安全殼內元素碘的噴淋去除按照瞬時去除考慮，而實際核電廠LOCA中安全殼噴淋系統的去除作用并不是無限制的，不可能將散布在安全殼內的氣載裂變產物，尤其是碘，瞬時達到設定的去除效率，而是需要一個有效的去除過程。

由于核電廠在設計和審評中要求保守性，事故情況下放射性源項設計值應該能包絡運行中可能出現的最不利情況。結合國家相關法規導則及審管當局的要求，針對壓水堆核電廠設計特征，亟需提出一套改進的壓水堆核電廠失水事故放射性源項評估方法來計算事故后不同時間釋放到安全殼和環境的各類核素放射性活度，以滿足核電廠輻射安全審評及核電自主研發設計的需求。

發明內容

本發明的目的是提供一種壓水堆核電廠失水事故放射性源項評估方法，以解決現有技術存在的通用性和保守性問題。

本發明的技術方案如下：一種壓水堆核電廠失水事故放射性源項評估方法，包括以下步驟：

(1)基于反應堆平衡循環壽期末堆芯積存量及放射性核素從堆芯到安全殼大氣的釋放份額，計算反應堆堆芯釋放到安全殼大氣的核素初始放射性活度；

(2)根據安全殼大氣中放射性核素的初始值及放射性核素在安全殼遷移、釋放過程中的產生項與消減項，計算安全殼大氣中不同時間情況下核素的放射性活度；

(3)根據安全殼泄漏率和步驟(2)得到的安全殼大氣中放射性核素活度，積分計算釋放到環境中的核素放射性活度。

進一步，步驟(1)中，堆芯燃料棒包殼釋放按照時間無關過程來評估事故后放射性活度，即考慮堆芯燃料芯塊與包殼間隙內的放射性核素瞬間釋放到安全殼并均勻混合。從堆芯釋放到安全殼的放射性核素活度計算基于平衡循環壽期末反應堆堆芯積存量乘以各個核素的釋放份額，對于碘，還需根據碘的形態分布，乘以分子碘、有機碘和粒子碘對應的形態百分比。