نوشته‌ها

ایمنی نیروگاه هسته ای

ایمنی در راکتورهای هسته ای

ایمنی در راکتورهای هسته ای

ایمنی در راکتورهای هسته ای

 فرمت: Word   تعداد صفحات: 460

 

فهرست:

  1. مشخصات راکتور های هسته ای Nuclear Power Reactor Characteristics 

  2. ارزیابی ایمنی

  3. سینتیک راکتور Reactor Kinetics

  4.  اثر فیدبک راکتیویته Reactivity Feedback Effect

  5. حوادث ناشی از راکتیویته القائی Reactivity Induced Accident

  6. حوادث گذرای خنک کننده Coolant Transients 329

  7. حوادث از دست رفتن خنک کننده LOCA

  8.  حوادث محفظه راکتور ACCIDENT CONTAINMENT


مهمترين بحث اين كه راكتور هسته‌اي دارد اين است كه مواد راديواكتيو به خارج قلب و محيط اطراف نفوذ نكند. طراحي، ساخت و بهره‌برداري و محل نيروگاه هسته‌اي بايد به گونه‌اي باشد كه عموم را در مقابل حوادث راديواكتيويتي محافظت كند. سيستم‌هاي ايمني و قابل اعتماد لازم هستند تا در هنگام عملكرد حالت گذرا و هنگام حادثه و خرابي تجهيزات باعث خاموش‌سازي راكتور و خارج كردن گرماي حاصل از واپاشي از قلب شود محفظه و سيستم‌هاي ايمني تعبيه شد‌ه‌اند تا در هنگام يك حادثه به شدت قوي از ورود مواد راديواكتيو به اتمسفر جلوگيري شود.

با وجود اين همه سيستم‌هاي ايمني و تجهيزات مختلف باز ممكن است اين سوال پيش بيايد كه آيا راكتور ايمن هست يا نه؟ جواب همچنان نه مي‌باشد بايد مرتبه ايمني راكتور از لحاظ مهندسي تعيين شود. براي اينكه اعلام كنيم كه راكتور ايمن است بايد مرتبه ايمني آن مشخص شود نشانه و سمبل ايمني بر اساس ريسكي است كه به عموم مردم مي رسد  و با اين سمبل ميزان ايمني راكتور تعيين مي‌شود. به عنوان مثال بر اساس تعداد مرگ و مير در سال، تعداد حوادث در سال و …..

اگر ما بپذيريم كه بيان كردن ريسك به صورت كمي امكان دارد دو مسأله باقي مي‌ماند 1) مقدار ريسك واقعي از راكتور بايد مشخص شود و 2) ميزان و درجه ريسكي كه از نظر مردم قابل قبول باشد. اگر اين مقدار تعيين شدند و اگر مقدار ريسكي كه براي راكتور بدست مي‌آوريم از ريسكي كه مردم قبول دارند كمتر باشد آن‌گاه مي‌توانيم بگوييم كه راكتور ايمن است.

مهم و مسأله مشخص كردن اين دو ريسك است. ريسك واقعي نيروگاه بر اساس محاسبات محتواي بدست مي‌آيد. مورد دوم اغلب به صورت علمي تعيين نمي‌شود بلكه يک جور خط مشي و نظر عمومي مي‌باشد.

حوادث هسته‌اي به ندرت اتفاق افتاده است و نمي‌توان بر اساس آن ريسك را تعيين كرد مي‌توان ريسك مورد دوم را بر اساس ديگر حوادث و مصيبت ها تعيين كرد. ريسك به صورت ساده بر اساس تقسيم كردن مجروحان ( آسيب‌ديدگان) در يك حادثه در سال به جمعيت كل بدست مي‌آيد. و در نتيجه به نوعي ابعاد آن برابر است با احتمال مرگ به ازاي يك نفر در سال مي‌باشد. در بررسي با حزئيات مي‌توان مجروحان، خسارت و … را نيز در محاسباتمان وارد كنيم. در ايالات متحده متوسط ريسك براي جمع همة حوادث برابر با 4-10 × 6 مرگ به ازاي يك نفر در سال مي‌باشد در جدول 1 ريسك ناشي از حوادث مختلف نشان داده شده است.

ریسک ناشی از حوادث مختلف

ریسک ناشی از حوادث مختلف

پيدا كردن حوادث كه احتمال مرگ به ازاي نفر در سال در  حدود 3-10 باشد خيلي كم است.اين ميزان ريسك ( 3-10 ) قابل قبول نيست و فعاليت‌ها بايد به گونه‌اي باشد كه زير اين مقدار ريسك داشته باشيم.

مردم به فعاليت‌هايي با ريسك 4-10 كمتر توجه مي‌كنند ولي به هر حال با خرج كردن پول مي‌توان اين ميزان ريسك را نيز پايين‌تر آورد به عنوان مثال مثلاً با نصب چراغ راهنما، سيستم‌هاي آشنايي و … در ريسك حدود 5-10 مواردي هستند كه به ندرت اتفاق مي‌افتند ولي مهم هستند از اين قبيل فعاليت‌ها مي توان به مثلاً نوشتن لطفاً خورده نشود در روي بعضي از مواد سمي اشاره كرد يا اينكه در دسترس اطفال قرار ندهيد.

اغلب مردم به فعاليتهاي با ريسك درمرتبه 6-10 توجه نمي‌كنند اين موارد ممكن است در اثر بي توجهي شخص صورت بگيرد( به عنوان مثال همه .مي‌دانند كه در هنگام رعد و برق نبايد در زير درخت بلند ايستاد) حوادثي كه با اين احتمال وقوع  رخ مي‌دهند اغلب به عنوان تقدير شناخته مي‌شوند.

 

مثال 1

ريسك 6-10 در مقابل ريسك 3-10 قابل صرف‌نظر كردن مي‌باشد. مرتبه‌هاي ريسك بين 3-10 تا 6-10 بر اساس ملاحظاتي قابل قبول خواهند بود.

اتاوي و اردمن محاسبه كرده‌اند كه نيروگاه هسته‌اي ايمن خواهند بود اگر ريسك براي افراد در اطراف نيروگاه در مرتبه 7-10 باشد.

آنچه كه ما حساب كرديم مثلاً 7-10 مرگ در سال به ازاي يك نفر بود. حوادث با احتمال مرگ در سال به ازاي يك نفر پايين دو گونه هستند يكي حوادثي كه زياد اتفاق مي‌افتند  ولي تلفات آن كم هستند مثل شكستن پاي يك بازيكن فوتبال و ديگر حوادثي كه كم اتفاق مي‌افتند ولي اگر اتفاق بيافتد هزاران نفر دراثر حادثه‌اي مي ميرند مثل برخورد سنگ آسماني به زمين، اگر با اين فرمول احتمال مرگ به ازاي يك نفر در سال را حساب كنيم هر دوي اين موارد در يك مرتبه و اندازه خواهند بود ولي از نظر عموم حوادث مورد اول نياز به پيشگيري و اقدامات ايمني دارند و حوادث نوع دوم بيشتر به تقدير الهي و قضا و قدر مربوط مي‌شود و عملاً براي آن تدبيري انديشه نمي‌شود مثلاً اگر بخواهيم براي آن تدبيري بيانديشيم بايد مردم در خانه‌هاي ايمني زندگي ايمني زندگي كنند كه مثلاً در مقابل سنگ آسماني مقاوم باشد اين كار هزينه‌بر و در عين حال بي خردانه است.

حوادث ناشی از عوامل انسانی طبیعی و هسته ای

حوادث ناشی از عوامل انسانی طبیعی و هسته ای

در مورد راكتور هسته‌اي اگر عواقب يك حادثه در راكتور بسيار گران باشد ولي در عين حال احتمال وقوع آن در مقايسه با وقايع طبيعي يا انساني پايين‌تر باشد از نظر ما راكتور به اندازه كافي ايمن است. بنابراين صرف هزينه و وقت براي ايمني و سلامتي جامعه موثرتر خواهد بود اگر اين هزينه و وقت براي كاهش ديگر حوادث به كار رود تا كاهش ريسك ناشي از حادثه در راكتور هسته‌اي، همانطور كه در شكل‌هاي 1-2 و 2-2 نشان داده شده است احتمال خطر در راكتور هسته‌اي در ايالات متحده به مراتب كمتر از حوادث طبيعي و حوادث انساني مي‌باشد پس اين راكتورها به اندازه كافي ايمن هستند.

 

برآورد كمي ريسك

برآورد كمي ريسك يكي از بخش‌هاي مهم آناليز ايمني مي‌باشد. روش‌هاي مورد استفاده فارمر و همكاران در انگلستان (1967) در ابتداي برآوردي كمي ريسك مورد استفاده قرار گرفتند. اخيراً اين روش‌ها در ايالات متحده مخصوصاً براي آناليز ايمني LWR مورد توجه قرار گرفتند. در اين فصل برآورد آماري ريسك مورد توجه قرار مي‌‌گيرد.

قبل از آنكه ريسك كلي ناشي از وجود يك راكتور را مورد بررسي قرار دهيم ما مي‌خواهيم ريسك مربوط به يك نوع خاص حادثه راكتور بحث كنيم به اين حادثه‌ L بگوييم. ريسكR1 ناشي از اين حادثه است. كه افراد در محدود آن را در بر مي‌گيرد. فرمول خلاصه ريسك درزير آورده شده است.

R1=P1C1D1

P1 = احتمال اينكه حادثه در يك سال اتفاق بيافتد.

C1= مقدار ماده راديواكتيويته كه در طي حادثه خارج مي‌شود ( بر اساس کوري بر حادثه)

D= ريسك ناشي از مواد آزاد شده در اتمسفر ( مرگ به ازاي يك کوري)

اگر چه كه سه ترم سمت راست رابطۀ بالا به طور كلي از هم مستقل نيستند آن‌ها بستگي به مورد بررسي خواهند داشت. براي تعيين كردن PL احتمال رخ دادن بايد برآورد شود اين رخ دادن ممكن است شكستن لوله خنك كننده، به بيرون پرتاب شدن ميله كنترل و يا از دست رفتن پمپ‌هاي خنك كننده باشد و يا حوادث ديگر.

هنگامي كه حادثه رخ داد بايد ميزان  مواد راديواكتيو كه در اثر آن حادثه خارج مي‌شود را تعيين كرد. معمولاً اين يك كار و آناليز وابسته به زمان خواهد بود كه تعيين كنيم رفتار نيروگاه بعد از حادثه به چه صورت است. بايد ملاحظات نوتروني و ترموهيدروليكي را مد نظر داشت بر اساس اين اطلاعات ميزان انتقال محصولات شكافت از سوخت به اتمسفر قابل تعيين كردن خواهد بود. و در نتيجه ميزان ماده راديواكتيو  يعني C1 مشخص خواهد شد.

در حالت كلي ميزان D1 هم تابع طبيعت حادثه و هم تابع خصوصيات سايت نيروگاه مي‌باشد. تابع طبيعت حادثه خواهد بود به اين مفهوم كه محصولات شكافت مي‌توانند به فرم هاي شميايي گوناگون و يا تركيب مواد مختلف به اتمسفر وارد شوند ( به صورت ذرات معلق، محلول و …)

آزاد شدن به فرم‌هاي گوناگون منجر مي‌شود كه مدل‌هاي گوناگوني مورد توجه قرار گيرند. اين مدل‌ها بر اساس يد131 به عنوان معيار عمل مي‌كنند. يعني ميزان خروج مواد راديواكتيو بر اساس ميزان يد 131 معادل آن بيان مي‌شود. اگر بر اساس ير 131 عمل كنيم.

در روش ديگر در ايالات متحده مي‌آيند مواد راديواكتيو را به دسته‌هاي گوناگون تقسيم‌بندي مي‌كنند مثلاً گازهاي نوبل، پرو….و بر اين اساس ميزان قدرت مواد راديواكتيو و عواقب آن را محاسبه مي‌كنند

 

لطفا ابتدا در سایت ثبت نام کنید
ابتدا باید وارد حساب کاربری خود شوید

 

  • هرگونه سوالی در رابطه با ایمنی در راکتورهای هسته ای داشتید در نظرات ثبت کنید تا بررسی شود.

    هر مطلبی لازم داشتید, کافیه سفارش دهید تا در سایت قرار گیرد.

 

حتما بخوانید:

اندازه گیری و آشکارسازی تابش های هسته ای

⇐ مدیریت بهداشت و محیط زیست در حوادث هسته ای

⇐ ارزیابی ایمنی در نیروگاه هسته ای

کاربرد روش PSA در ارزیابی ایمنی نیروگاه هسته ای