合肥研究院在核電站乏燃料運(yùn)輸安全評價方法與應(yīng)用研究中取得進(jìn)展

核反應(yīng)堆乏燃料場外運(yùn)輸安全是確保核燃料后端循環(huán)與核能可持續(xù)發(fā)展的前提。開展乏燃料運(yùn)輸風(fēng)險評估研究，能夠及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)潛在薄弱環(huán)節(jié)從而采取防范措施降低風(fēng)險，對提高運(yùn)輸?shù)陌踩院徒?jīng)濟(jì)性具有意義。充分辨識、表征并量化復(fù)雜運(yùn)輸系統(tǒng)中的多元異質(zhì)動態(tài)風(fēng)險因素，進(jìn)而定量評估運(yùn)輸風(fēng)險，是當(dāng)下乏燃料運(yùn)輸研究面臨的主要難題。

近期，中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院核能安全技術(shù)研究所戈道川課題組在乏燃料運(yùn)輸風(fēng)險評估方法與應(yīng)用研究領(lǐng)域取得系列進(jìn)展，針對乏燃料道路與海上運(yùn)輸?shù)奶匦院筒蛔?，提出體系化的風(fēng)險評估與路徑優(yōu)化方法，可有效降低乏燃料運(yùn)輸?shù)姆派湫燥L(fēng)險、時間成本和經(jīng)濟(jì)成本。

針對目前乏燃料運(yùn)輸路徑優(yōu)化研究存在優(yōu)化指標(biāo)單一且風(fēng)險指標(biāo)表征和量化不充分的問題，該研究提出一種基于放射性風(fēng)險指引的道路運(yùn)輸綜合路徑規(guī)劃RICPP方法。該方法綜合考慮運(yùn)輸風(fēng)險成本、時間成本及經(jīng)濟(jì)成本進(jìn)行多目標(biāo)和權(quán)重約束下的路徑優(yōu)化，可為乏燃料運(yùn)輸選出一條更安全、更經(jīng)濟(jì)的路線。

針對乏燃料海上運(yùn)輸風(fēng)險評估研究中缺乏對人員失誤、船舶故障、航行環(huán)境等內(nèi)外部風(fēng)險因素綜合表征及量化分析的問題，該研究提出一種耦合確定論和概率論的乏燃料海上運(yùn)輸一體化概率風(fēng)險評估IPRA方法，并構(gòu)建綜合風(fēng)險指標(biāo)體系，建立核素擴(kuò)散水動力模型，實(shí)現(xiàn)近岸海水中核素濃度的動態(tài)精細(xì)模擬及公眾放射性風(fēng)險量化 。

研究對核電站乏燃料公-海-鐵多式聯(lián)運(yùn)保障體系的構(gòu)建具有意義，可為小型模塊化核反應(yīng)堆SMR、移動式核電源、微小型移動空間堆等放射性物質(zhì)運(yùn)輸系統(tǒng)的安全設(shè)計優(yōu)化及運(yùn)行風(fēng)險管理提供理論指導(dǎo)。

研究成果分別發(fā)表在系統(tǒng)安全可靠性領(lǐng)域期刊《可靠性工程與系統(tǒng)安全》(Reliability Engineering & System Safety)第219、227期上。研究得到國家重點(diǎn)研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金的資助。

乏燃料道路運(yùn)輸綜合路徑規(guī)劃RICPP方法框架


乏燃料海上運(yùn)輸一體化概率風(fēng)險評估IPRA方法框架


核泄漏事故后不同時刻近岸流場(上)及核素濃度(下)分布的動態(tài)仿真模擬