[发明专利]一种地下核电站严重事故气载放射性源项精确评估方法

摘要

本发明公开了一种地下核电站严重事故气载放射性源项精确评估方法，包括步骤：1)针对具体的地下核电站反应堆，进行堆芯燃耗计算；2)根据地下核电站燃耗数据库确定放射性活度最大燃耗点；3)计算由燃料释放到压力容器内的放射性物质种类及活度；4)计算由压力容器释放至反应堆厂房的放射性物质活度；5)计算由厂房释放至地下洞室的放射性物质活度随时间的变化；6)评估地下核电站洞室工程措施和天然屏障，计算进入大气的放射性物质活度；7)计算最终释放到环境中的放射性物质活度。本发明结合地下核电站的特点，通过高效、精细的燃耗计算理论及天然围岩屏蔽计算模型，实现定量评价地下核电站发生严重事故时气载放射性源项的扩散行为。

主权项

1.一种地下核电站严重事故气载放射性源项精确评估方法，其特征在于，包括如下步骤：1)针对具体的地下核电站反应堆，进行堆芯燃耗计算，并建立地下核电站燃耗数据库：11)根据燃耗深度采用预估燃耗步长法制定燃耗步长；12)建立堆芯燃耗计算物理模型，计算每个燃耗点的核子密度及活度；13)根据堆芯参数建立地下核电站燃耗数据库，所述堆芯参数包括机型、功率、燃耗深度、核素种类、核子密度及活度；2)根据地下核电站燃耗数据库确定放射性活度最大燃耗点：21)将每一个燃耗点的所有放射性物质的活度求和，求得堆芯每个燃耗点总的放射性活度；22)基于堆芯每个燃耗点总的放射性活度，根据数学方法拟合出堆芯总放射性活度随燃耗变化的光滑曲线；23)根据曲线确定总放射性活度最大的点，该点对应的横坐标即为放射性活度最大的燃耗时间点；3)评估事故情况下，计算由燃料释放到压力容器内的放射性物质种类及活度，由燃料释放到压力容器内的放射性物质活度的计算方法为：A_l＝A₀F_bF_l其中，A_l为由燃料释放到压力容器内的放射性物质活度，A₀为堆芯放射性物质储存量，F_b为破损或熔化的燃料元件份额，F_l为释放的放射性核素占总放射性核素的份额；4)评估压力容器内放射性物质变化，计算由压力容器释放至反应堆厂房的放射性物质活度，由压力容器释放至反应堆厂房的放射性物质活度的计算方法为：A₂＝A_l(1‑P₁)P₂其中A₂为由压力容器释放到反应堆厂房内各放射性核素的活度，P₁为被冷却剂吸收的份额，P₂为从反应堆压力容器泄露份额；5)评估反应堆厂房内放射性物质变化，计算由厂房释放至地下洞室的放射性物质活度随时间的变化：51)计算核反应堆厂房初始放射性浓度C₀其中V_a为厂房体积，由洞室尺寸计算得到；52)建立厂房内气载放射性物质C₁(t)随时间变化的平衡方程为：其中t为释放到厂房时间；λ为衰变常数，P₃为核反应堆厂房泄漏率，ε₁为由于反应堆厂房内放射性物质消除措施所引起的气载放射性物质减小速率，C₁(t)初始值为C₀；53)从核反应堆厂房释放到地下核电站洞室的放射性核素活度随时间A₃(t)的变化为：6)评估地下核电站洞室工程措施和天然屏障，计算进入大气的放射性物质活度：61)计算地下洞室初始放射性浓度C'₀：其中V_b为洞室体积，由洞室尺寸计算得到；62)建立平衡方程，计算地下洞室中放射性物质活度随时间的变化C_f(t)；其中t为释放到洞室的时间；λ为衰变常数；P₄为地下洞室总的泄漏率；ε₂为由于洞室内放射性物质消除措施所引起的气载放射性物质减小速率；63)计算气载放射性物质通过贯穿、通风、排气通道进入大气的活度C_1,g,n(t)：其中，n表示通道的编号，S_b,n表示第n个通道的截面积，S_c表示地下洞室的内表面积，P_5,n表示第n个通道的通道泄漏率；64)计算气载放射性物质通过岩体输运及弥散效应进入大气的C_2,g(t)：C_2,g(t)＝ke^‑ηNC_f(t)其中，η表示不同气载放射性物质在岩体中的扩散系数，N表示岩体厚度，k为修正系数，e表示自然底数；7)计算最终释放到环境中的放射性物质活度，最终释放到环境中的放射性物质活度随时间的变化A_f(t)的计算方法为：