RASCAL程序严重事故源项计算方法研究及应用

闫瑾+康雅凝+龙亮+刘新建+薛娜

【摘 要】福岛事故发生后，NRC通过研究发现RASCAL 4版本不能满足长期厂外断电（LTSBO）事故源项的计算要求，并在RASCAL4.3.1版本中加入了针对LTSBO事故的源项计算方法。应用RASCAL 4.3.1程序，建立了某电厂机组的LTSBO事故和LOCA事故模型，计算了两种事故工况下释放到环境的源项及距电厂中心不同距离处的公众受到的剂量，并对两种事故工况下的计算结果进行对比分析。研究结果表明：（1）8小时后，与LOCA事故相比，LTSBO事故下释放到环境的碘和其他核素的活度较大，惰性气体的活度较小；（2）LTSBO事故下的有效剂量和甲状腺当量剂量均大于LOCA事故。因此，使用针对LTSBO事故序列的源项计算方法能够更加准确的反映LTSBO事故后果。

【关键词】RASCAL；LTSBO；LOCA；严重事故；源项

中图分类号： TM623 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2017）35-0008-003

Study and Application of Severe Accidents Source Term Method in RASCAL

YAN Jin KANG Ya-ning LONG Liang LIU Xin-jian XUE Na

（China Nuclear Power Engineering Co. Ltd.， Beijing 100080， China）

【Abstract】After Fukushima accident， NRC found that RASCAL 4 version cannot meet the demand of the calculation of LTSBO， and add the source term calculation method under LTSBO accident sequence to RASCAL. RASCAL 4.3.1 was applied for modeling LTSBO and LOCA accident， and source term released to environment and dose of different distance far away from the center of the site was calculated. Besides， the results of LTSBO and LOCA was compared and analyzed. Results show that： （1） 8 hours later， the release activity of iodine and other nuclide under LTSBO was larger than the activity under LOCA， but the release activity of noble gas was smaller； （2） The total effective dose equivalent （TEDE） and thyroid committed equivalent dose（CED） under LTSBO was larger than the doses under LOCA. Consequently， it is necessary to use the calculation method of source term under LTSBO accident， which will reflect the accident consequence more accurately.

【Key words】RASCAL； LTSBO； LOCA； Severe accident； Source term

福島事故发生后，美国NRC通过一系列调查研究发现，RASCAL 4版本中没有针对长期厂外断电（Long-term station blackout， 简称LTSBO）事故的源项。LTSBO事故序列是由导致失去厂外电源的外部事件引发的事故。在这种事故情况下，反应堆如期停堆，但是柴油发电机失效，无法提供交流电源。反应堆冷却系统在直流电源下持续了几个小时。最终，场内电源耗尽，失去冷却，反应堆冷却剂系统逐渐沸腾。与RASCAL 4源项计算中所参考的失水事故（Loss-of-coolant accident， 简称LOCA）的事故进程相比，LTSBO事故下冷却剂丧失在事故发生几个小时后开始，而LOCA事故下，从发生破口到冷却剂丧失只有几秒或几分钟的时间，因而LTSBO事故下堆芯的释放的延迟时间较LOCA事故长[1]。因此，需要针对LTSBO这类事故给出合适的事故源项。

目前国内关于RASCAL程序的研究基本还处于消化吸收的阶段。文献[2]中介绍了RASCAL 4版本的计算原理及使用方法，并以具体算例给出了计算结果[2]。NRC发布的4.3.1版本较RASCAL4版本有较大改进，增加了LTSBO释放类型选项用于计算此类事故源项。为了说明LTSBO事故源项和后果与LOCA事故之间的差异，以及使用LTSBO事故源项的必要性，本文首先研究了RASCAL4.3.1的LTSBO事故和LOCA事故源项计算方法，计算了某电厂在LTSBO事故与LOCA事故下释放到环境的源项，并将计算结果进行对比分析，研究了LTSBO事故源项与LOCA事故源项的差异。

1 RASCAL简介

RASCAL程序（Radiological Assessment System for Consequence Analysis）是由美国NRC开发并由NRC的应急操作中心使用的应急响应和后果评价工具，主要用于在应急响应期间对放射性剂量进行独立预测评估。该程序可以基于电厂和环境条件评估源项、大气输运、剂量对事故后果进行评价，可以评估核电厂、乏燃料池、燃料循环厂等的剂量后果。该程序主要应用于应急行动的早期决策。[1]endprint