西安脉冲堆定量安全目标初步研究

为了提高西安脉冲堆运行安全管理水平,结合西安脉冲堆纵深防御特点及现有运行安全水平,以概率安全分析结果为依据,分析提出了西安脉冲堆安全目标体系构成和安全目标定量化数值。研究表明,西安脉冲堆安全目标体系应补充概率安全目标和辐射防护定量约束目标,概率安全目标包含堆芯损伤频率值、少量放射性释放频率值。提出的定量化安全目标建议为:堆芯损伤频率限值1×10~(-5)/堆年,少量放射性释放频率限值1×10-~(7)/堆年;正常工况下,公众有效剂量不超过0.1 m Sv·a~(-1),工作人员有效剂量不超过2 m Sv·a~(-1);事故工况下的定量辐射防护目标还需要进一步的研究。     

卡尔曼滤波反演核设施核事故中核素释放率的研究

为能在核设施发生核事故时快速连续反演核素释放率,本文结合高斯多烟团大气扩散模型,模拟固定区域的连续监测数据,设计并实现了核设施核事故核素释放率的卡尔曼滤波实时跟踪反演。研究结果表明：与高斯多烟团大气扩散模型结合的卡尔曼滤波器,在约10次滤波后,跟踪到虚设的稳定、线性及非线性变化的释放率真值,反演值标准差随真值的增大而增大;在扩展卡尔曼滤波反演释放高度时,由于截断误差过大,滤波结果不收敛。利用环境监测数据,通过与高斯多烟团大气扩散模型结合的卡尔曼滤波器可用于固定高度和位置、短时连续排放的核事故核素释放率参数反演,是核设施核事故应急可选择的源项反演手段。     

功能可靠性分析方法在XAPR堆芯自然循环可靠性评价中的应用

功能失效是导致自然循环系统运行失效的重要因素，需要在其可靠性分析中予以考虑。基于功能可靠性评价流程，通过RELAP5程序模拟自然循环物理过程，对西安脉冲堆（XAPR）池水自然循环冷却堆芯能力的可靠性进行评价。结合中破口失水事故，根据包壳完整性的功能准则，确定影响自然循环的关键参数；采用拉丁超立方抽样确定输入参数组合，进行参数敏感性分析和功能可靠性评价，并将功能可靠性评价结果整合到概率安全评价（PSA）模型中。分析结果表明:在PSA模型中不仅需要考虑硬件可靠性，还应充分考虑功能可靠性，以更好地指导XAPR运行及提高其安全性。      

西安脉冲堆核事故下现场核应急人员剂量理论计算

为了快速评价核应急人员现场剂量,建立了核事故下西安脉冲堆核应急人员现场剂量理论计算方法,以西安脉冲堆厂址特征、事故源项参数为输入数据,计算了核事故下核应急响应人员现场受照个人有效剂量。计算结果表明:在设计基准事故下,厂内应急人员的所受事故个人有效剂量较低,仅为1.78 mSv左右;在极端假设事故下,以8 h工作时间计算时受照事故剂量为100 mSv以上。场区内应急监测人员受照剂量相对厂房内的小得多,在35 m、100 m边界所受个人有效剂量分别为7.97×10-6、9.95×10-2mSv。理论计算结果可以作为核事故应急的技术数据,所建立的评价方法程序可运用于实际的核事故应急剂量评价中。     

核事故早期场外应急干预措施优化技术研究

对核事故早期场外干预措施中的应急方案生成、应急决策分析和撤离路径优化进行了初步的研究和分析,建立了实现软件化的技术开发模型。设计了"二进制筛选法",实现了候选方案集的快速生成,并分别对多属性效用分析、灰色关联分析和单纯形法进行了技术论证和实现,最后基于C#和Matlab混合开发的界面,对核事故早期场外干预措施优化技术进行了具体的物理模型计算,验证其可行性。结果表明,设计的核事故早期场外干预措施优化技术可靠,对核事故早期场外干预实现了软件模型。     

基于数据挖掘的非能动系统功能可靠性评估方法研究

针对多维不确定性参数及小概率的功能失效问题，提出一种基于数据挖掘的功能可靠性分析方法。该方法将自举抽样响应面拟合模型及最优化线抽样技术相结合，进而高效获得非能动系统的功能可靠性。以西安脉冲堆为例，结合中破口失水事故，考虑输入参数及模型的不确定性，对其进行功能可靠性评价。结果表明，该自举抽样响应面模型具有较高的拟合度；最优化线性抽样技术具有很高的计算效率，同时又能保证很好的计算精度。因此，本研究的评价方法对非能动系统隐式非线性的功能失效分析具有很强的适应性。      

基于最优化线抽样法的XAPR自然循环功能失效研究与分析

针对多维不确定性参数、小失效概率的功能可靠性分析，提出了一种优化线抽样的可靠性分析方法。该方法采用遗传算法求解约束条件的优化模型来寻求最优化重要方向，进而得到失效概率的高效估计。以西安脉冲堆（XAPR）自然循环冷却堆芯能力的可靠性评价为例，考虑模型与输入参数的不确定性，对中破口失水事故下的自然循环功能失效概率进行了量化分析。结果表明：与其他概率评估方法相比，本文方法具有很高的计算效率，同时又能保证很好的计算精度；对隐式非线性的功能可靠性分析是有效可行的，具有很强的适应性。     

XAPR中破口失水事故下堆芯自然循环冷却能力的功能可靠性研究

功能失效是导致自然循环系统运行失效的重要因素，需在其可靠性分析中予以考虑。针对多维不确定性参数及小功能失效概率问题，提出了一种将改进响应面法及重要抽样子集模拟法相结合的功能可靠性分析方法。以西安脉冲堆（XAPR）堆池水自然循环冷却为例，结合中破口失水事故，考虑输入参数及模型的不确定性，对其进行了功能可靠性评估和灵敏度分析。结果表明：XAPR堆芯自然循环功能失效概率为3.796×10^-3，需充分考虑系统功能的可靠性。本文方法具有较高的计算效率，同时又能保证很高的计算精度，对XAPR堆芯自然循环非线性功能函数具有很强的适应性。     

适用于ADS组件计算的HELIOS程序多群数据库制作研究

针对HELIOS程序用于加速器驱动次临界系统（ADS）组件计算时，程序自带多群数据库核素不全的问题，研究制作了一套适用于ADS组件计算的HELIOS程序多群数据库。基于ENDF/B VII.0，按照HELIOS程序多群数据库制作流程，针对程序自带数据库已有核素16O，重新制作45群数据库并进行微观、宏观检验，结果初步验证了多群数据库制作方法的正确性。针对自带数据库没有的核素，扩充了HELIOS程序自带112群数据库核素，并用栅元规模进行了验证，结果进一步表明多群数据库制作方法正确。针对HELIOS计算结果与MCNP基准值相对偏差较大的问题，提出了基于小背景截面的多群数据库修正方法，并对该方法进行了数值验证，结果表明该方法对计算结果有明显改进。      

核事故实时释放量集合卡尔曼滤波反演算法研究

为探索适用于核事故现场实时释放量的快速反演计算方法,将集合卡尔曼滤波方法和高斯多烟团扩散模型结合,建立了核事故源项释放量集合卡尔曼滤波计算流程,研究讨论了集合成员数、初始值、扰动值对反演结果的影响。模拟仿真实验显示,集合数为50、偏大初始值以及较大扰动值为参数的集合卡尔曼滤波反演较佳,释放积分相对误差在5%以内。研究表明,集合卡尔曼滤波反演核事故源项释放量算法具备有效性和可行性,原则上可实时跟踪反演核事故源项释放量。