中国核工业集团,核电知识全集

背景资料：国际原子能机构国际原子能机构是一个同联合国建立关系，并由世界各国政府在原子能领域进行科学技术合作的机构。

1954年12月，第九届联合国大会通过决议，要求成立一个专门致力于和平利用原子能的国际机构。

1956年10月26日，来自世界82个国家的代表举行会议，通过了旨在保障监督和和平利用核能的国际原子能机构规约。

1957年7月29日，规约正式生效。

同年10月，国际原子能机构召开首次全体会议，宣布该机构正式成立。

国际原子能机构的宗旨是谋求加速扩大原子能对全世界和平、健康及繁荣的贡献，确保由机构本身，或经机构请求，或在其监督管制下提供的援助不用于推进任何军事目的。

国际原子能机构规定，任何国家只要经过机构理事会推荐和大会批准，并交存对机构规约的接受书，即可成为该机构的成员国。

截至2009年2月，国际原子能机构共有146个成员国。

国际原子能机构总部设在奥地利维也纳，组织机构包括大会、理事会和秘书处。

大会由全体成员国组成，每年举行一次。

理事会是决策机构，由35个国家的代表组成，每年举行四次会议。

秘书处为执行机构，由总干事领导。

总干事由理事会任命，大会批准，任期4年。

国际原子能机构自成立以来，在保障监督领域，已与140多个国家和地区组织签订了全面保障监督协定及单项保障协定，核武器国家也分别与其缔结了自愿保障协定。

现任国际原子能机构总干事巴拉迪1942年6月出生于埃及，1997年12月首次出任国际原子能机构总干事，2001年获得连任。

2005年9月26日，国际原子能机构第49届大会再次批准了该机构理事会对巴拉迪继续出任下一届总干事的任命。

推进核电规模发展必须重视提高单堆机组安全水平林诚格、易湘红一、随着核电机组大量增加，核风险随之增大。

这个非定量的叙述可以为大众理解。

所以为了保持和降低总的核风险，就要提高单堆机组的安全水平。

二、应用概率论与数理统计知识，可以对群堆的安全水平进行定量的分析。

1、方法一[1]：假设两个独立的事件A和B，他们各自发生的概率分别为P（A）和P（B）。

我们可以计算出发生A事件或B事件的概率为：P(A或B)=P(A)+P(B)-P(A和B)=P(A)+P(B)-P(A)P(B) …公式(1)如果是A、B、C三个独立事件,则P(A或B或C)=P(A)+P(B)+P(C)-P(A和B)-P(A和C）-P(B和C)+P(A和B和C）…公式(2)对于n个独立事件E1，E2，……En，则P(E1或E2或……或En)=n --1n n+∑∑-=-+=+=22111)(ninijnjkEkEjEiP和和+……-(-1)N P(E1和E2和……和En) …公式(3)如果P(E1)=P(E2)= ……=P(En)=p当概率p很小，且np<<1时，则P（E1或E2或……或En）≈np …公式(4)定义是不发生Ei 的状态,即P （）=1-P （Ei ）, 则有 P （至少有一个Ei 发生）=1-P （无Ei 发生）=1-P （E 和E…）=1-P(E )P(E ) …P()=1-{[1-P(E1)][1-P(E2)] …[1-P(En)]} 如果P(E1)=P(E2)= ……=P(En)=p, 则P(至少有一个Ei 发生)=1-(1-p)N …公式(5) 2、方法二[2]：定义 设将试验独立重复进行n 次，每次试验中，事件A 发生的概率均为p ，则称这n 次试验为n 重贝努里试验。

若以X 表示n 重贝努里试验事件A 发生的次数，则称X 服从参数为n,p 的二项分布。

记作X~B （n,p)分布律为：,...,1,0(,)1(}{n k p p k X P k n k k n C =-==-至少发生一次的概率等于1减去一次也不发生的概率（也就是发生零次的概率），即P{X ≥1}＝1－ P{X ＝0}=1-(1-p) N ，与公式(5)完全一致。

二项分布的数学期望为np.3、应用概率论与数理统计知识对核电机组安全性的定量分析。

(1) 计算堆芯熔化概率为10-4，100个堆一年发生事故的概率[3]由于n=100,p=10-4,np<<1, 可直接应用公式(4), 得出P=np=0.01/年。

如应用公式（5）, 同样P{X ≥1}＝1-(1-p) N =0.01/年 (2) 计算堆芯熔化概率为10-4，1000个堆一年发生事故的概率当n=1000时, P{X ≥1}＝1-(1-p) N =0.095，仍然可以用np 来进行近似计算。

(3) 计算堆芯熔化概率为10-4， 1万堆年左右发生事故的概率。

当n=7000时, P{X≥1}＝1－ P{X＝0}=1-(1-p) N =0.5034当n=10000时, P{X≥1}＝1－ P{X＝0}=1-(1-p) N =0.6321当n=20000时, P{X≥1}＝1－ P{X＝0}=1-(1-p) N =0.8647也就是接近一万堆年时，发生严重事故的可能性就比较大了。

不同的n和p值的事故概率表参考资料:[1] NUREG-0492, Fault Tree Handbook, USNRC, January,1981.[2]盛骤等,概率论与数理统计，第三版，浙江大学, 2001年12月.[3] 林诚格, 国际核电安全的发展历史对我国发展核电的影响，核电，2007年2月.核电站专业名词：核岛（NI）核电站由核岛（NI）、常规岛（CI）和辅助配套设施（BOP）组成，其中核岛是指核电站安全壳内的核反应堆及有关系统的统称，功能类似于常规电站的“锅炉岛”，其特殊性主要体现在两个方面：一是利用核能生产蒸汽，二是针对放射性风险配置了特殊的安全设施。

核岛主要包括核蒸汽供应系统、安全壳喷淋系统和辅助系统等。

核蒸汽供应系统由一回路（反应堆冷却剂循环系统）及相连接的系统所组成。

一回路中的冷却剂（高温高压的水流）将反应堆堆心产生的热量带到蒸汽发生器，传给二回路，生产蒸汽。

在一回路水中加入硼酸用来控制反应性的慢变化，稳压器维持压力的稳定并补偿冷态和热态时的体积变化，相联的化学和容积控制系统维持水量，调节冷却水硼酸浓度控制反应堆的反应性，对水进行净化处理除去裂变产物和腐蚀产物，在冷却剂中加入腐蚀抑制剂和各种化学添加剂。

当一回路发生失水时，反应堆安全注射系统就作为安全给水系统，通过这几部分的协同工作保证堆芯的冷却，并使反应堆停堆。

核反应堆停堆后，余热冷却系统带走燃料元件因裂变产生的热量。

安全壳喷淋系统由两条独立的管线与喷淋泵、冷却器、喷头、换料水箱、阀门等设备组成。

当发生失水事故时，密封安全壳内的压力和温度升高，喷淋系统的主要作用是降低安全壳内的压力和温度，喷淋水中含有碱用以除去放射性碘。

辅助系统主要由以下六个部分组成：设备冷却水系统、反应堆腔室和废燃料冷却系统、辅助给水系统、通风和空调系统、压缩空气系统，以及放射性废物处理系统。

核岛设备，包括核电站反应堆压力容器、蒸汽发生器、稳压器、主管道、主泵、堆内构件、控制棒驱动机构等。

国内制造企业主要有上海电气集团公司、东方电气集团公司、哈尔滨电站设备集团公司、中国第一重型机械集团、中国第二重型机械集团、四川三洲川化机核能设备制造有限公司等。

国内生产核岛辅助设备的企业主要有上海电气集团公司、东方电气集团公司以及部分起重机、泵、阀、容器等制造企业。

国内企业参与核岛设备制造起步较晚，主要设备的制造能力与供货质量与国外企业相比有较大的差距，目前，国内运行及在建核电站的重要核级泵和阀门大多需要进口。

国外生产核岛设备的生产制造企业主要有：法国的阿海珐公司、阿尔斯通公司，美国西屋公司，日本的东芝公司、三菱公司，韩国斗山重工等。

核电站专业名词：反应堆安全屏障核电站安全的基本目标是，确保公众和厂区工作人员在所有运行工况下受到的辐射照射保持在适当的规定限值之内；在事故工况下受到的辐射保持在可接受的限值之内。

为了实现这一基本目标，保证充分的安全性，核电站设计必须满足下列总的安全要求：提供手段以确保在所有运行工况下，在事故工况期间和之后能实现安全停堆并维持安全停堆状态、从堆芯排除余热；提供手段以减少可能的放射性物质释放，确保在运行工况期间和之后的任何释放不超过规定的限值，同时，确保在事故工况期间和之后的任何释放不超过可接受的限值。

为此，核电站设计中设置了四道反应堆安全屏障。

第一道屏障——核燃料芯块。

现代反应堆广泛采用耐高温、耐辐射和耐腐蚀的二氧化铀陶瓷核燃料。

经过烧结、磨光的这些陶瓷型的核燃料芯块能保留住98%以上的放射性裂变物质不使逸出，只有穿透能力较强的中子和γ射线才能辐射出来。

这就大大减少了放射性物质的泄漏。

第二道屏障——锆合金包壳管。

二氧化铀陶瓷芯块被装入包壳管，叠成柱体，组成了燃料棒。

由锆合金或不锈钢制成的包壳管必须绝对密封，在长期运行的条件下不使放射性裂变产物逸出，一旦有破损，要能及时发现，采取措施。

第三道屏障——压力容器和封闭的一回路系统。

这屏障足可挡住放射性物质外泄。

即使堆芯中有1%的核燃料元件发生破坏，放射性物质也不会从它里面泄漏出来。

第四道屏障——安全壳厂房。

它是阻止放射性物质向环境逸散的最后一道屏障，它一般采用双层壳体结构，对放射性物质有很强的防护作用，万一反应堆发生严重事故，放射性物质从堆内漏出，由于有安全壳厂房的屏障，对厂房外的环境和人员的影响也微乎其微。

核电站专业名词：纵深防御核电站为我们生产大量电力的同时也会产生大量我们所不希望的放射性，为了保护电站工作人员和电站周围居民的健康，核电站始终坚持“质量第一,安全第一”的原则。

“纵深防御”这一概念就是核电站消防设计应遵循的基本原则。

目前，大多数核电站的设计、建造和运行都是遵守纵深防御的原则，从设备和措施上提供多层次的重迭保护，确保反应堆的功率能得到有效的控制，燃料组件能得到充分冷却，放射性物质能有效地包容起来不发生泄漏。

“纵深防御”包括以下五道防线：第一道防线：精心设计,精心施工，确保核电站的设备精良。

建立周密的程序，严格的制度和必要的监督，加强对核电站工作人员的教育和培养，使得人人关心安全，人人注意安全,防止发生故障。

第二道防线：加强运行管理和监督，及时正确处理不正常情况，排除故障；第三道防线：必要时启动由设计提供的安全系统和保护系统，防止设备故障和人为差错酿成事故；第四道防线：启用核电站安全系统，加强事故中的电站管理，防止事故扩大，保护安全壳厂房；第五道防线：万一发生极不可能发生的事故，并且有放射性外泄，启用厂内外应急响应计划,努力减少事故对居民的影响。

有了以上互相依赖、相互支持的各道防线，核电站就非常安全了。

核燃料铀的提取——浸出核能作为目前最清洁的一种能源，在其发展过程中，我们必须从矿石中提取铀—一种能够发生核裂变并产生核聚能的金属，而铀在矿石中含量是相当低的。