PSA技术在放射性同位素制取系统中应用探讨

赵国志

【摘 要】概率安全评价（PSA）技术在核电厂的核安全监管和核安全管理中有着深入而广泛的应用。本文初步在放射性同位素制取系统中应用PSA相关技术，为放射性同位素制取系统的核应急预案以及核安全有效监管提供有利参考。

【关键词】概率安全评价；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

确定论和概率论综合应用的风险指引型核安全管理模式在国际上已经成为核安全管理的主要方式，其中概率安全评价（PSA）技术在核电厂中已经深入且广泛的得到应用。由于放射性同位素制取系统的研究场所相对较少，相应的核应急预案以及核安全监管也处于起步阶段。因此本文对放射性同位素制取系统初步借鉴核电厂中所应用的PSA技术中的缓解系统性能指标（MSPI）和事件重要度确定程序（SDP）思路方法[1]，为放射性同位素制取系统的日常生产研究、核应急预案编写和安全管理监督提供参考，为安全风险的管理决策提供支持，保障系统的安全运行和业续提高。

1 PSA技术

总的来说PSA技术就是定量计算核电厂对环境造成各种风险，需要对所有事故（初因）、事故序列进行评价，并对所有评价定量化。在放射性同位素系统中应用PSA技术的主要工作包括：

（1）事故初因的确定，主要来自于系统历史报告、实验和运行历史资料、系统设计资料以及参考HAF的相关规定[2]。

（2）事故树的建立首先要了解放射性同位素制取系统为控制产生的放射性危害所必须的安全功能，分析系统在不同情况下的响应，这其中还要考虑操作规程和试验、操作人员动作的影响。

（3）故障树是定义系统不希望发生的状态（顶事件），然后找出所有导致顶事件发生的途径。由于放射性同位素制取系统的特殊性，不能像核电厂参考世界上类似系统的运行记录决定，因此如（1）、（2）仍要参考系统自身设计、运行中的历史资料和设计资料。

（4） 事故的定量分析就是要把事件树和故障树分析结合得到系统失效频率[3-4]。其步骤主要首先是确定事件之间的相关性并用布尔代数计算，相关性包括相同的支持系统和共用的部件，前者比如真空系统和循环系同等用电的系统，后者比如卸料罐。

因此，PSA可以有利于进技术规范书和核应急预案的编写，给出重要风险意义的信息和维修风险等；优化维修；鉴别事故场景、潜在事故风险评估和开放相应的辅助事故场景分析模型。

2 MSPI

MSPI在核电厂中主要是指某一系统不可用度或者不可靠性与基准值的差值，通过特定的风险准则来衡量，以显示关键的系统的安全指标。其目的是根据所选择的系统完成风险重要功能的能力来检测系统的安全性能，反映此系统对于整个核电厂的风险影响，监测安全风险威胁大的设备。

对于监管方来说，MSPI可以对整个系统的重要系统性能指标监测，可以有效了解系统状态和安全水平，对相关系统设备性能下降时提出监管行动，向上级部门和公众提供核安全状态。对于业主和运行部门，MSPI能够提供和掌握重要设备的性能状态，掌握对安全风险影响大设备状态，避免重大安全事故，提高安全水平。

MSPI的计算流程：确定被监测的系统和功能，确定所监测的设备，系统、设备数据采集以及PSA基础数据准备。

3 SDP

SDP主要用于安全事项筛选和重要度分级，以便对所发生的事件或缺陷有针对性的关注，做到在全局性安全考虑下把有限人力物力资源用于对核安全贡献大的问题上，改进系统运行和维修的灵活性，并可扩展到运行阶段、被污染设备检修阶段和外部事件的评估，对于放射性同位素制取系统的核安全监管以及核应急方案的编制具有重要参考意义和应用价值[5]。

对于放射性同位素制取系统，例如，第一步对于放射性同位素制取系统中的主工艺系统中的密封性问题，泄漏的主要可能原因有：容器、管道、阀门的密封失效；金属软管连接时发生扭曲破损，管路真空检测未严格检查；化工间与料瓶连接的管道和阀门经长期腐蚀导致在倒料过程中管道破裂、阀门泄漏等。需要考虑所有可能的放射性物质泄漏设备和方式，其中当发生大气渗透、返氣以及气体压力超限，保护阀门的动作、卸料罐以及事故收料器的安全可靠性都要详细在PSA中进行分析。第二步建立详细的始发事件清单和频率，此频率应该统计以往放射性同位素制取系统的操作经验；建立设备和始发事件相关性联系表；建立功能系统剩余缓解能力准则表，以组成系统的具体设备的规格和使用经验而定；建立风险重要度计算规则表；最后是事件序列分析，要根据可能的事件序列的发展进程，实施具体的安全等评价工作。

4 总结

本文对核电厂的PSA技术进行了概述，初步探讨了PSA技术在放射性同位素制取系统中的应用，为提升放射性同位素制取系统的安全水平状态、核安全水平以及核应急方案提供有效参考，把风险指引型管理理念深入到放射性同位素制取系统中，提高对核安全的有效监管。

【参考文献】

[1]陈世军，郗海英，刘萍萍，等.核电厂PSA应用工具综述.2014年核电站新技术交流研讨会，中国青岛，2014，10，43-53.

[2]国家核安全局.核电厂设计安全规定，核安全法规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.

[责任编辑：朱丽娜]