Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 9107:2011 về Năng lượng hạt nhân - An toàn tới hạn hạt nhân - Phân tích sự cố tới hạn giả định quy định các lĩnh vực quan trọng phải nghiên cứu khi phân tích sự cố tới hạn tiềm ẩn. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.
TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 9107:2011 ISO 27467:2009 NĂNG LƯỢNG HẠT NHÂN - AN TOÀN TỚI HẠN HẠT NHÂN - PHÂN TÍCH SỰ CỐ TỚI HẠN GIẢ ĐỊNH Nuclear energy – Nuclear criticality safety – Analysis of a postulated criticality accident Lời nói đầu TCVN 9107:2011 hồn tồn tương đương với ISO 27467:2009; TCVN 9107:2011 Ban kỹ thuật Tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC 85 Năng lượng hạt nhân biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học Công nghệ công bố Lời giới thiệu Trong sở hạt nhân xử lý lưu giữ vật liệu phân hạch, quy định thực để ngăn chặn nguy tới hạn Mục đích việc phân tích an tồn tới hạn để đảm bảo biện pháp thực cách phù hợp để ngăn ngừa cố tới hạn Các yếu tố gây rủi ro liên quan đến cố tới hạn xạ trực tiếp kiện phân hạch, có mặt sản phẩm phân hạch, từ bụi khí phóng xạ theo đường khơng khí Kinh nghiệm cố tới hạn toàn giới cho thấy kiện xảy ra, nhiên khơng thể loại bỏ hồn tồn rủi ro có khả xảy cố tương lai Khó dự đốn trước tất kịch với điều kiện dẫn đến cố tới hạn, chí để tránh cho cố xảy khó hơn, đặc biệt với giải pháp xử lý nơi xảy trước Vì lý này, việc phân tích dựa kịch cố giả định, cho sở mà nguy tiềm ẩn tới hạn tồn tại, phương tiện để hiểu hậu dự báo xảy đưa quy định, hành động bảo vệ phù hợp NĂNG LƯỢNG HẠT NHÂN - AN TỒN TỚI HẠN HẠT NHÂN - PHÂN TÍCH SỰ CỐ TỚI HẠN GIẢ ĐỊNH Nuclear energy – Nuclear criticality safety – Analysis of a postulated criticality accident Phạm vi áp dụng Tiêu chuẩn quy định lĩnh vực quan trọng phải nghiên cứu phân tích cố tới hạn tiềm ẩn CHÚ THÍCH 1: Điều quan trọng phân tích cố tới hạn phải thực lần cho cố tới hạn xem có nhiều khả xảy ra, bất ngờ xảy tới hạn (gấp đôi liều lượng, vi phạm quy trình, v.v ), khơng thực quy định an toàn (hiệu chất hấp thụ nơtron giảm cháy, v.v ) CHÚ THÍCH 2: Điều quan trọng chuyên gia an tồn tới hạn phải ghi nhớ q trình đánh giá xây dựng tiêu chuẩn không dùng để đánh giá kiện khơng lường trước, cố tới hạn xảy xuất từ kịch không dự đốn trước khơng tn thủ quy định hành Tiêu chuẩn không đề cập chi tiết biện pháp hành chính, mà trách nhiệm thuộc quan có thẩm quyền, khơng đề cập đến tiêu chí sử dụng để biện minh cho việc phân tích cố tới hạn sở hạt nhân Tiêu chuẩn không áp dụng cho nhà máy điện hạt nhân Tài liệu viện dẫn Các tiêu chuẩn viện dẫn sau cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn Đối với tiêu chuẩn viện dẫn ghi năm ban hành áp dụng nêu Đối với tiêu chuẩn viện dẫn khơng ghi năm ban hành áp dụng nhất, bao gồm sửa đổi bổ sung (nếu có) TCVN 9103:2011 (ISO 7753:1987), Năng lượng hạt nhân - Các tính yêu cầu thử nghiệm hệ thống phát báo động tới hạn Thuật ngữ định nghĩa Tiêu chuẩn sử dụng thuật ngữ định nghĩa sau 3.1 Kịch cố (accident scenario) Tập hợp điều kiện giả định đáng tin cậy, theo sở/quy trình có vật liệu phân hạch tạo nhiều điều kiện lỗi mà vượt trạng thái tới hạn gây cố tới hạn 3.2 Hậu xạ (radiological consequences) Liều xạ cá nhân tập thể kết ảnh hưởng kết hợp mức phơi nhiễm xạ bên xạ trực tiếp mức phơi nhiễm xạ bên hít thở ăn uống phải hạt nhân phóng xạ bay mơi trường chất phân hạch không bay vật liệu phân hạch lơ lửng bụi sở hạt nhân Mục tiêu phân tích cố tới hạn 4.1 Phân tích cố tới hạn gồm có xem xét (xem Hình 1): a) xác định (các) kịch cố đáng tin cậy; b) ước tính q trình giải phóng lượng lịch sử công suất; c) phương tiện phù hợp để phát cố xác định điểm đặt thích hợp cho detector; d) ước tính mức độ phơi nhiễm xạ cá nhân tiềm ẩn tác động xạ việc phát tán nhân phóng xạ cộng đồng môi trường; e) chuẩn bị các quy định cách phù hợp để sẵn sàng áp dụng khẩn cấp ứng phó với cố tới hạn 4.2 Các yêu cầu đáp ứng phần tồn thông qua xem xét a) động lực học cố tới hạn, có nghĩa hiểu chế định đến trình xảy cố để ước tính mức giải phóng lượng; b) khả phát cố, gồm việc kịp thời kích hoạt hệ thống báo động tới hạn để sơ tán cá nhân, cách nhằm hạn chế nguy phơi nhiễm xạ; c) phân tích “các sản phẩm giải phóng theo đường khơng khí” cách đo khí son khí phân hạch có khả giải phóng, bụi hạt nhân lơ lửng đánh giá tác động chúng người môi trường; d) đo liều kế cố, tức xác định liều nơtron xạ gamma tạo từ cố cho mục đích phân tích rủi ro xạ; e) xem xét toàn rủi ro gây hại từ biện pháp đánh giá kế hoạch ứng phó cố khẩn cấp CHÚ THÍCH: Nội dung thông tin c) d) sử dụng để đánh giá hậu xạ Các phần phân tích cố tới hạn 5.1 Chủ đề phân tích cố tới hạn Các phân tích cố tới hạn phải đề cập đến chủ đề sau: a) định nghĩa kịch cố cho phép phân tích động học cố (tổng lượng giải phóng, khoảng thời gian, đặc tính làm tăng lượng đột biến, v.v ); b) nghiên cứu điểm thích hợp để đặt detector sở phân tích tượng cố, đặc biệt đặc tính làm tăng lượng đột biến; c) đánh giá nguy phơi nhiễm xạ cá nhân vùng lân cận cố tới hạn đánh giá tác động môi trường chất sinh theo đường khơng khí dựa vào đặc tính cố (mơi trường phân hạch, cấu hình, lượng, v.v ); d) sẵn sàng cho trường hợp khẩn cấp hỗ trợ ứng phó cần thiết CHÚ THÍCH: Phụ lục A minh họa thành phần một phân tích cố tới hạn giả định, theo bước/ giai đoạn khác nghiên cứu 5.2 Định nghĩa cố giả định tính tốn nơtron liên quan 5.2.1 Các chuyên gia an toàn tới hạn phải định nghĩa kịch cố phù hợp theo a) loại vật liệu phân hạch, loại quy trình (nhiệt độ cao, tức tăng nguy hỏa hoạn, chất lỏng, ẩm ướt, hỗn hợp, v.v ) cấu hình thiết bị bị ảnh hưởng (có nghĩa mặt hình học, tương tác với vật liệu chất làm chậm liền kề, v.v ), b) Các kiện dẫn đến siêu tới hạn, bao gồm việc định nghĩa cố trình tự xảy cố (đưa vào thừa vật liệu phân hạch chất làm chậm, chất làm chậm, chạy sai quy trình, v.v ) 5.2.2 Căn vào (các) kịch định nghĩa 5.2.1, thơng số tới hạn sau phải tính tốn: a) tổng độ phản ứng bổ sung vào động lực học q trình bổ sung, để ước tính lượng phân hạch (đặc biệt trình làm lượng đột biến); b) thông số nơtron hệ thống CHÚ THÍCH: thơng số liên quan mục b) cần cho phân tích thời gian sống nơtron, thời điểm tạo trạng thái tới hạn, mức độ quan trọng nơtron trễ (nghĩa phần nơtron trễ hiệu dụng), thay đổi thông số vật liệu phân hạch, phân hạch theo hệ số nhân vô hạn, độ dài dịch chuyển, v.v 5.3 Tính tốn vật lý cố 5.3.1 Đánh giá vật lý cố tới hạn Với kịch cố giả định xác định 5.2, chuyên gia an toàn tới hạn phải đánh giá vật lý cố cách sử dụng hai cách sau đây: a) chương trình máy tính, b) mơ hình đơn giản hóa CẢNH BÁO - Ảnh hưởng dài hạn cố phần lớn trao đổi nhiệt vùng lân cận hệ thống siêu tới hạn (làm mát, thơng gió) Phải nghiên cứu ảnh hưởng dài hạn cố có phân tích cố tới hạn 5.3.2 Sử dụng chương trình máy tính 5.3.2.1 Phải sử dụng chương trình máy tính để tính cố tới hạn, chương trình dùng để xác định thay đổi công suất lượng trình chuyển trạng thái cho biết xu hướng thông số khác (nhiệt độ, khí phóng xạ bọt nước, áp suất, v.v ) hàm thời gian Cảnh báo – Độ không đảm bảo xác định thông qua việc xác nhận việc chứng minh không phù hợp mơ hình đại diện cho kịch cố tồn Vì vậy, phải thận trọng sử dụng chương trình máy tính 5.3.2.2 Tính tốn phải ước tính cách xác a) “vỏ bọc” cố, có nghĩa tổng số phân hạch mà dừng cố thơng qua việc phục hồi hệ thống trạng thái tới hạn vĩnh viễn khơng có biện pháp ứng phó phù hợp (ví dụ ngộ độc nơtron, thiết bị người máy) sử dụng để dập tắt nó, b) dựa vào đặc tính làm tăng lượng đột biến đầu tiên, thông số cho phép tối ưu vị trí đặt detector hệ thống cảnh báo cố tới hạn 5.3.3 Sử dụng mơ hình đơn giản hóa 5.3.3.1 Đối với tính chất vật lý cố, việc cung cấp liệu “cấp-của-cường độ” phải tính đến thơng qua phương án tùy chọn cách đơn giản 5.3.3.2 Các mơ hình kế thừa việc sử dụng a) mơ hình đơn giản hóa đúc kết từ liệu thực nghiệm, b) kết thực nghiệm cố trước tài liệu hóa cách đầy đủ 5.4 Tính xạ nơtron xạ gamma - đo liều cố tới hạn 5.4.1 Đánh giá phép đo liều cố tới hạn Liều xạ, phạm vi phân bố trường xạ gamma nơtron phải đánh giá dựa kết phép tính vật lý cố mô tả 5.3 Các chuyên gia an toàn tới hạn phải đánh giá phép đo liều cố tới hạn cách sử dụng a) chương trình máy tính, b) mơ hình đơn giản hóa 5.4.2 Đánh giá chương trình máy tính 5.4.2.1 Tính tốn xạ liều liên quan cần a) tối ưu hóa việc đánh giá phơi nhiễm xạ cá nhân tập thể từ cố giả định xác định khu sơ tán, với chủ thể khác liên quan đến báo động tới hạn ứng phó khẩn cấp, b) tối ưu hóa việc xác định điểm đặt detector phát tới hạn chứng minh cảnh báo tới hạn phải đáp ứng (các) cố tới hạn giả định 5.4.2.2 Sau phải sử dụng chương trình máy tính để đánh giá lượng xạ sinh từ nguồn cố, với lan truyền khu vực cố Cảnh báo - Độ không đảm bảo xác định thông qua việc xác nhận việc chứng minh không phù hợp mơ hình đại diện cho kịch cố tồn Vì vậy, phải thận trọng sử dụng chương trình máy tính 5.4.3 Đánh giá cách sử dụng kết thực nghiệm Dữ liệu liều thực nghiệm thu từ cấu tới hạn khác phải biên soạn hình thức đồ thị toán học để hiển thị thay đổi liều ghi khoảng cách ngắn khác từ nguồn xạ 5.5 Chứng minh việc vận hành kịp thời hệ thống báo động 5.5.1 Tồn vị trí lắp đặt detector tới hạn phải chứng minh dựa kết đo suất liều phân bố liều thu từ việc tính tốn mơ hình hóa khuyến nghị 5.4 5.5.2 Các điểm đặt phải phù hợp với quy định TCVN 9103 (ISO 7753) 5.5.3 Phải chứng minh khả phát trạng thái tới hạn suất liều liều tích hợp vượt tiêu chí thiết lập cho ngưỡng tới hạn để báo động CHÚ THÍCH: Các tiêu chuẩn ngưỡng thiết lập theo tiêu chuẩn địa phương quốc gia cho giá trị ngưỡng liều xạ cố 5.6 Đánh giá chất sinh theo đường khơng khí tác động chúng Tác động khí sinh theo đường khơng khí bụi hạt nhân lơ lửng phải đánh giá dựa sở đặc tính cố (số phân hạch, động học, xem 5.3) tốc độ giải phóng nhân phóng xạ cụ thể mơi trường phân hạch 5.7 Các hành động yêu cầu sau xảy cố 5.7.1 Các hành động khởi phát theo kế hoạch ứng phó khẩn cấp riêng biệt cho cố tới hạn phải quản lý để đảm bảo chúng tuân thủ nghiêm ngặt Kế hoạch cần đảm bảo công tác ứng phó giảm thiểu liều tiềm ẩn có tính đến nguy phi phóng xạ có xuất q trình ứng phó 5.7.2 Các hành động sau: a) kiểm soát người điểm tập trung nhanh chóng phân nhóm họ theo nguy phơi nhiễm xạ; b) sử dụng liệu liều vật lý sinh học để đánh giá mức độ phơi nhiễm xạ lựa chọn phương pháp điều trị y tế thích hợp; c) dự đoán xu phát triển cố biện pháp cần thiết để dừng hệ thống cần thiết; d) đảm bảo việc bảo vệ cộng đồng môi trường; e) liên lạc với quan có thẩm quyền Hình - Phạm vi phân tích cố tới hạn Phụ lục A (Tham khảo) Lưu đồ phân tích cố tới hạn Hình A.1 - Lưu đồ phân tích cố tới hạn THƯ MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] TCVN 9102: 2011 (ISO 1907:1995) Năng lượng hạt nhân - Vật liệu phân hạch - Nguyên tắc an toàn tới hạn lưu trữ, thao tác xử lý [2] BARBRY, F., FOUILLAUD, P., and REVERDY, L., Methodology Recommended by the CEA for Criticality Accident Studies, Transactions of the American Nuclear Society, Vol 89, pp 113114,2003 [3] BARBRY, F., Recommendations for the safety assessment of a postulated criticality accident – CEA proposal for an international (ISO) Standard, CEA/DAM, Technical report DAM/SRNC 0405, 2004 [4] ISO 921:1997, Nuclear energy - Vocabulary ...Các tiêu chuẩn viện dẫn sau cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn Đối với tiêu chuẩn viện dẫn ghi năm ban hành áp dụng nêu Đối với tiêu chuẩn viện dẫn khơng ghi năm ban... gồm sửa đổi bổ sung (nếu có) TCVN 9103:2011 (ISO 7753:1987), Năng lượng hạt nhân - Các tính yêu cầu thử nghiệm hệ thống phát báo động tới hạn Thuật ngữ định nghĩa Tiêu chuẩn sử dụng thuật ngữ định... với quy định TCVN 9103 (ISO 7753) 5.5.3 Phải chứng minh khả phát trạng thái tới hạn suất liều liều tích hợp vượt tiêu chí thiết lập cho ngưỡng tới hạn để báo động CHÚ THÍCH: Các tiêu chuẩn ngưỡng