PSA技術在放射性同位素制取系統中應用探討

趙國志

【摘 要】概率安全評價（PSA）技術在核電廠的核安全監管和核安全管理中有著深入而廣泛的應用。本文初步在放射性同位素制取系統中應用PSA相關技術，為放射性同位素制取系統的核應急預案以及核安全有效監管提供有利參考。

【關鍵詞】概率安全評價；放射性同位素；核安全

Discussion of PSA Technology Applied in Radioactive Isotope Production System

ZHAO Guo-zhi

（Research Institute of Physical and Chemical Engineering of Nuclear Industry，Tianjin ，300180，China）

【Abstract】Probabilistic Safety Assessment （PSA）technology is applied deeply and widely in nuclear safety administration and management in nuclear power plant. In this paper， related PSA technology is used for radioactive isotope production system to provide advantageous reference for nuclear emergency plan and nuclear safety effective administration.

【Key words】Probabilistic Safety Assessment； Radioactive isotope； Nuclear safety

0 引言

確定論和概率論綜合應用的風險指引型核安全管理模式在國際上已經成為核安全管理的主要方式，其中概率安全評價（PSA）技術在核電廠中已經深入且廣泛的得到應用。由于放射性同位素制取系統的研究場所相對較少，相應的核應急預案以及核安全監管也處于起步階段。因此本文對放射性同位素制取系統初步借鑒核電廠中所應用的PSA技術中的緩解系統性能指標（MSPI）和事件重要度確定程序（SDP）思路方法[1]，為放射性同位素制取系統的日常生產研究、核應急預案編寫和安全管理監督提供參考，為安全風險的管理決策提供支持，保障系統的安全運行和業續提高。

1 PSA技術

總的來說PSA技術就是定量計算核電廠對環境造成各種風險，需要對所有事故（初因）、事故序列進行評價，并對所有評價定量化。在放射性同位素系統中應用PSA技術的主要工作包括：

（1）事故初因的確定，主要來自于系統歷史報告、實驗和運行歷史資料、系統設計資料以及參考HAF的相關規定[2]。

（2）事故樹的建立首先要了解放射性同位素制取系統為控制產生的放射性危害所必須的安全功能，分析系統在不同情況下的響應，這其中還要考慮操作規程和試驗、操作人員動作的影響。

（3）故障樹是定義系統不希望發生的狀態（頂事件），然后找出所有導致頂事件發生的途徑。由于放射性同位素制取系統的特殊性，不能像核電廠參考世界上類似系統的運行記錄決定，因此如（1）、（2）仍要參考系統自身設計、運行中的歷史資料和設計資料。

（4） 事故的定量分析就是要把事件樹和故障樹分析結合得到系統失效頻率[3-4]。其步驟主要首先是確定事件之間的相關性并用布爾代數計算，相關性包括相同的支持系統和共用的部件，前者比如真空系統和循環系同等用電的系統，后者比如卸料罐。

因此，PSA可以有利于進技術規范書和核應急預案的編寫，給出重要風險意義的信息和維修風險等；優化維修；鑒別事故場景、潛在事故風險評估和開放相應的輔助事故場景分析模型。

2 MSPI

MSPI在核電廠中主要是指某一系統不可用度或者不可靠性與基準值的差值，通過特定的風險準則來衡量，以顯示關鍵的系統的安全指標。其目的是根據所選擇的系統完成風險重要功能的能力來檢測系統的安全性能，反映此系統對于整個核電廠的風險影響，監測安全風險威脅大的設備。

對于監管方來說，MSPI可以對整個系統的重要系統性能指標監測，可以有效了解系統狀態和安全水平，對相關系統設備性能下降時提出監管行動，向上級部門和公眾提供核安全狀態。對于業主和運行部門，MSPI能夠提供和掌握重要設備的性能狀態，掌握對安全風險影響大設備狀態，避免重大安全事故，提高安全水平。

MSPI的計算流程：確定被監測的系統和功能，確定所監測的設備，系統、設備數據采集以及PSA基礎數據準備。

3 SDP

SDP主要用于安全事項篩選和重要度分級，以便對所發生的事件或缺陷有針對性的關注，做到在全局性安全考慮下把有限人力物力資源用于對核安全貢獻大的問題上，改進系統運行和維修的靈活性，并可擴展到運行階段、被污染設備檢修階段和外部事件的評估，對于放射性同位素制取系統的核安全監管以及核應急方案的編制具有重要參考意義和應用價值[5]。

對于放射性同位素制取系統，例如，第一步對于放射性同位素制取系統中的主工藝系統中的密封性問題，泄漏的主要可能原因有：容器、管道、閥門的密封失效；金屬軟管連接時發生扭曲破損，管路真空檢測未嚴格檢查；化工間與料瓶連接的管道和閥門經長期腐蝕導致在倒料過程中管道破裂、閥門泄漏等。需要考慮所有可能的放射性物質泄漏設備和方式，其中當發生大氣滲透、返氣以及氣體壓力超限，保護閥門的動作、卸料罐以及事故收料器的安全可靠性都要詳細在PSA中進行分析。第二步建立詳細的始發事件清單和頻率，此頻率應該統計以往放射性同位素制取系統的操作經驗；建立設備和始發事件相關性聯系表；建立功能系統剩余緩解能力準則表，以組成系統的具體設備的規格和使用經驗而定；建立風險重要度計算規則表；最后是事件序列分析，要根據可能的事件序列的發展進程，實施具體的安全等評價工作。

4 總結

本文對核電廠的PSA技術進行了概述，初步探討了PSA技術在放射性同位素制取系統中的應用，為提升放射性同位素制取系統的安全水平狀態、核安全水平以及核應急方案提供有效參考，把風險指引型管理理念深入到放射性同位素制取系統中，提高對核安全的有效監管。

【參考文獻】

[1]陳世軍，郗海英，劉萍萍，等.核電廠PSA應用工具綜述.2014年核電站新技術交流研討會，中國青島，2014，10，43-53.

[2]國家核安全局.核電廠設計安全規定，核安全法規HAF0200（91）.1991.

[3]Significance Determination Process IMC 0609，2005，11.

[4]Determining the Significance of Reactor Inspection Findings for At-Power Situations TMC-0609A，2007，7.

[5]E. S. Beckjord. Probability Safety Assessment in the United States. Reliability Engineering and System Safety 39，1993，159-165.

[責任編輯：朱麗娜]