核安全实务第一章核反应堆工程.pdfVIP

第一章 核反应堆工程 考试要求 1．了解核动力厂和其他反应堆的主要类型及基本工作原理。 2．熟悉我国核动力厂和其他反应堆的主要系统及功能。 3．熟悉反应堆堆本体结构和结构材料的基本安全问题。 4．了解核燃料、燃料组件及其结构材料。 5．熟悉反应性、反应性控制及反应堆的功率分布和影响反应性的因素。 6．熟悉反应堆堆内释热，堆内传热和冷却剂的沸腾。 7．熟悉反应堆及其动力装置功率控制的基本概念。 8．了解反应堆保护系统的工作原理。 9．掌握核动力厂和其他反应堆设计的基本安全要求： 多层屏障与纵深防御在核动力厂的具体体现、安全功能和部件分级、单一故障准则、共模/因故障、 故障安全、冗余性、多样性、独立性，安全功能、事故防止与动力厂安全特性（对假想初因事件的响应）、 内部和外部事件、实物保护、设计验证等。 10．熟悉核动力厂事故分析，严重事故的预防和缓解。 11．了解核动力厂防火设计。 12．了解核动力厂的概率安全分析及其在安全管理中的应用。 13．熟悉核级机械设备与部件的核安全基本要求以及核级仪表、控制和电力系统部件的核安全基本要求。 14．掌握核动力厂和其他反应堆运行的基本安全要求： 运行限值和条件；运行规程；安全重要物项的维修/试验/检查；堆芯和燃料管理；辐射防护和放射 性废物管理；运行经验反馈；核动力厂的改造等。 15．掌握核动力厂和其他反应堆运行的安全管理。 核动力厂首次装载核燃料的必要条件；对核动力厂营运单位的组织机构，运行管理者和运行人员的 基本要求；对运行规程的管理要求；核事件分级及事件报告制度；对流出物和固体放射性废物管理的监 督；核电厂换料、修改和事故停堆管理；定期安全审查；退役等。 16．了解核动力厂的在役检查和定期试验。 17．了解核材料管制。 18．熟悉核动力厂营运单位的应急准备和应急响应。 引 言 1942 年美国科学家费米在芝加哥大学运动场看台下面的石墨反应堆内，首次实现了原子核链式反 应，开创人类利用核能新纪元。目前，已有 400 余座核电机组投入商业运行，是全世界发电站装机总容 量的 17%。核能是公认的经济、清洁、技术先进具有广阔发展前景的能源。同时，三里岛和切尔诺贝 利核电站事故也清楚告诉人们，核能具有潜在的放射性危险。保护人员、社会、环境免受放射性危害是 核能发展必须遵循的前提条件。本章简述了核动力厂安全的专业工作概况。 第一节 核反应堆的基本工作原理 1 核反应堆是一种综合的技术装置，用来实现重元素的可控自持链式裂变反应。核反应堆由堆芯、冷 却剂系统、慢化剂系统、控制与保护系统、屏蔽系统、辐射监测系统等组成。核反应堆堆芯是核燃料存 放的区域，是核动力厂的心脏，核裂变链式反应就在其中进行。链式裂变反应释放出来的能量，绝大部 分首先在燃料元件内转化为热能，然后通过热传导、对流传热和热辐射等方式传递给燃料元件周围的冷 却剂，再由冷却剂带载到堆芯外，通过热力系统转化为所需的动力。本节主要讨论核反应堆的基本工作 原理。 一、中子与原子核的相互作用 在核反应堆堆芯，有大量的中子在飞行，不断地与各种原子核发生碰撞。碰撞的结果，或是中子 被散射、改变了自己的速度和飞行方向；或中子被原子核所吸收。如果中子是被铀－235这类易裂变 燃料核所吸收，就可能使其裂变。这就意味着在反应堆内可能发生多种不同类型的核反应。下面对核 反应堆内存在的几种主要的核反应做一介绍。 1．散射反应 中子与原子核发生散射反应时，中子改变了飞行方向和飞行速度。散射反应有两种不同的机制。 一种称为弹性散射，另一种称为非弹性散射。非弹性散射的反应式如下： A 1 1 A +* A * 1 X n X X( → n) + ( →) + Z 0 Z Z 0 ↓→ + AX γ