RASCAL程序嚴(yán)重事故源項(xiàng)計(jì)算方法研究及應(yīng)用

閆瑾+康雅凝+龍亮+劉新建+薛娜

【摘 要】福島事故發(fā)生后，NRC通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)RASCAL 4版本不能滿足長(zhǎng)期廠外斷電（LTSBO）事故源項(xiàng)的計(jì)算要求，并在RASCAL4.3.1版本中加入了針對(duì)LTSBO事故的源項(xiàng)計(jì)算方法。應(yīng)用RASCAL 4.3.1程序，建立了某電廠機(jī)組的LTSBO事故和LOCA事故模型，計(jì)算了兩種事故工況下釋放到環(huán)境的源項(xiàng)及距電廠中心不同距離處的公眾受到的劑量，并對(duì)兩種事故工況下的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析。研究結(jié)果表明：（1）8小時(shí)后，與LOCA事故相比，LTSBO事故下釋放到環(huán)境的碘和其他核素的活度較大，惰性氣體的活度較??；（2）LTSBO事故下的有效劑量和甲狀腺當(dāng)量劑量均大于LOCA事故。因此，使用針對(duì)LTSBO事故序列的源項(xiàng)計(jì)算方法能夠更加準(zhǔn)確的反映LTSBO事故后果。

【關(guān)鍵詞】RASCAL；LTSBO；LOCA；嚴(yán)重事故；源項(xiàng)

中圖分類(lèi)號(hào)： TM623 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2017）35-0008-003

Study and Application of Severe Accidents Source Term Method in RASCAL

YAN Jin KANG Ya-ning LONG Liang LIU Xin-jian XUE Na

（China Nuclear Power Engineering Co. Ltd.， Beijing 100080， China）

【Abstract】After Fukushima accident， NRC found that RASCAL 4 version cannot meet the demand of the calculation of LTSBO， and add the source term calculation method under LTSBO accident sequence to RASCAL. RASCAL 4.3.1 was applied for modeling LTSBO and LOCA accident， and source term released to environment and dose of different distance far away from the center of the site was calculated. Besides， the results of LTSBO and LOCA was compared and analyzed. Results show that： （1） 8 hours later， the release activity of iodine and other nuclide under LTSBO was larger than the activity under LOCA， but the release activity of noble gas was smaller； （2） The total effective dose equivalent （TEDE） and thyroid committed equivalent dose（CED） under LTSBO was larger than the doses under LOCA. Consequently， it is necessary to use the calculation method of source term under LTSBO accident， which will reflect the accident consequence more accurately.

【Key words】RASCAL； LTSBO； LOCA； Severe accident； Source term

福島事故發(fā)生后，美國(guó)NRC通過(guò)一系列調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，RASCAL 4版本中沒(méi)有針對(duì)長(zhǎng)期廠外斷電（Long-term station blackout， 簡(jiǎn)稱(chēng)LTSBO）事故的源項(xiàng)。LTSBO事故序列是由導(dǎo)致失去廠外電源的外部事件引發(fā)的事故。在這種事故情況下，反應(yīng)堆如期停堆，但是柴油發(fā)電機(jī)失效，無(wú)法提供交流電源。反應(yīng)堆冷卻系統(tǒng)在直流電源下持續(xù)了幾個(gè)小時(shí)。最終，場(chǎng)內(nèi)電源耗盡，失去冷卻，反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)逐漸沸騰。與RASCAL 4源項(xiàng)計(jì)算中所參考的失水事故（Loss-of-coolant accident， 簡(jiǎn)稱(chēng)LOCA）的事故進(jìn)程相比，LTSBO事故下冷卻劑喪失在事故發(fā)生幾個(gè)小時(shí)后開(kāi)始，而LOCA事故下，從發(fā)生破口到冷卻劑喪失只有幾秒或幾分鐘的時(shí)間，因而LTSBO事故下堆芯的釋放的延遲時(shí)間較LOCA事故長(zhǎng)[1]。因此，需要針對(duì)LTSBO這類(lèi)事故給出合適的事故源項(xiàng)。

目前國(guó)內(nèi)關(guān)于RASCAL程序的研究基本還處于消化吸收的階段。文獻(xiàn)[2]中介紹了RASCAL 4版本的計(jì)算原理及使用方法，并以具體算例給出了計(jì)算結(jié)果[2]。NRC發(fā)布的4.3.1版本較RASCAL4版本有較大改進(jìn)，增加了LTSBO釋放類(lèi)型選項(xiàng)用于計(jì)算此類(lèi)事故源項(xiàng)。為了說(shuō)明LTSBO事故源項(xiàng)和后果與LOCA事故之間的差異，以及使用LTSBO事故源項(xiàng)的必要性，本文首先研究了RASCAL4.3.1的LTSBO事故和LOCA事故源項(xiàng)計(jì)算方法，計(jì)算了某電廠在LTSBO事故與LOCA事故下釋放到環(huán)境的源項(xiàng)，并將計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，研究了LTSBO事故源項(xiàng)與LOCA事故源項(xiàng)的差異。

1 RASCAL簡(jiǎn)介

RASCAL程序（Radiological Assessment System for Consequence Analysis）是由美國(guó)NRC開(kāi)發(fā)并由NRC的應(yīng)急操作中心使用的應(yīng)急響應(yīng)和后果評(píng)價(jià)工具，主要用于在應(yīng)急響應(yīng)期間對(duì)放射性劑量進(jìn)行獨(dú)立預(yù)測(cè)評(píng)估。該程序可以基于電廠和環(huán)境條件評(píng)估源項(xiàng)、大氣輸運(yùn)、劑量對(duì)事故后果進(jìn)行評(píng)價(jià)，可以評(píng)估核電廠、乏燃料池、燃料循環(huán)廠等的劑量后果。該程序主要應(yīng)用于應(yīng)急行動(dòng)的早期決策。[1]endprint