概率安全评价(Probabilistic Safety Assessment,简称PSA)技术最初应用在航天和核电领域，世界范围内PSA在核电厂中已经有深入且广泛的应用，PSA工作不仅仅对核电厂进行相关的安全分析，为安全管理提供依据，还会指导核电厂设计和运行，我国秦山三期核电站、广州大亚湾核电站和中国实验快堆都开展了PSA的相关工作并取得了重要成果[1-3]。我国铀浓缩系统经历了较长的研发阶段，中核集团公司证实中国自主研制的铀浓缩系统成功实现工业化应用。与此同时，虽然浓缩厂应急预案基本完成[4]，但铀浓缩系统相关的系统化安全分析仍处于起步阶段。

美国在二十世纪五六十年代的《反应堆安全研究》报告中得出反应堆“足够安全”的结论，然而三哩岛事故使人们对这个结论重新进行了思考和评价，随后美国对核电厂进行了大量的PSA工作[5]。研究表明《反应堆安全研究》明显地忽略了很多可能造成事故的不确定性因素，因此可见PSA工作可以更全面地发现系统潜在的危险因素。由于铀在军事和工业上属于重要物资，在过去制取过程中更加注重生产而相对忽略其安全性，铀浓缩系统研发和运行的历史上，虽然未发生核电领域诸如切尔诺贝利核事故、日本福岛核事故或美国三哩岛核事故等严重事故，但由于铀浓缩系统长期持续高速运行且其中放射性物料会以气、液、固三态存在，泄漏时仍存在较大危害，因此有必要对进行系统的安全分析。

我国兰州铀浓缩厂已建立较为规范的事故应急计划[4]，但并不是依据铀浓缩系统设计自身特征所得出的，因此所考虑的始发事件过于笼统。文献[6]对铀浓缩厂存在的风险进行了总结，对于隐患(潜在的安全事件)并未指出。同时与核电厂核事故类似，铀浓缩系统事故的发生往往也不是由单一事件造成，仅仅通过风险的总结是不能全面系统了解铀浓缩系统潜在的安全事件和事件触发机制。

根据方程(5)可知测速电机模型是非线性方程，无迹卡尔曼滤波(unscented Kalman filter，UKF)的具体计算过程如下:

本文首先对铀浓缩系统历史上重要的事件/事故进行了总结和思考，分析了国内铀浓缩系统安全分析的不足，然后参考PSA在核电厂中的应用，对铀浓缩系统初步应用PSA技术，采用主逻辑图方法推导初步得出始发事件清单，为后续铀浓缩系统的安全分析提供依据。

1　铀浓缩系统事件/事故

1.1　日本Rokkasho铀浓缩厂事件

本文主要通过主逻辑图法分析内部始发事件。根据由于铀浓缩系统自身设计特征(如图1所示)和运行特性(见表1)[6]，将放射性气体物料泄漏作为顶事件，参考PSA技术对核电站始发事件谱的应用[11-14]，利用因果逻辑追溯方法推理和罗列事件[15，16]，逐步获得铀浓缩系统的始发事件谱。

本研究分析了大豆ms1轮回群体核心种质单株产量及主要农艺性状，但对ms1轮回群体核心种质的抗性、品质等性状，因籽粒量较少，尚未进行分析鉴定，要完全了解ms1轮回群体核心种质的内在性状，需要对单株后代进行繁殖，并作进一步鉴定与测试，这些工作有待今后进行。

1.2　巴西Resende铀浓缩厂事件

2009年4月6日，巴西Resende铀浓缩厂[7]工作人员在进行吹洗操作时(为了清除管道等内部的惰性气体或沾污的气体)，48Y容器内的湿气并未低于限值，导致湿气和气态铀化合物反应生出氟化氢气体。该系统由一组在容器附近的可移动真空装置组成，一边连接操作管道，将机械真空泵的出口连接到了排空系统管内的净化收集器上。可移动装置有一个低温阱。在氟化氢探测器与吹洗系统之间有一个α/β离子传感器。事故时吹洗操作引起系统报警，说明装置内有潮湿空气，这是不被允许的。辐射防护小组进行相关检查时发现在排空系统连接到移动真空泵口的软管中存在铀。

其中“边界完整性丧失事件”是指由于各种容器破损、级联密封性破坏、密封件失效、金属软管失效、管道失效破损、阀门失效等；“物料位置/形态变化”是指不希望的物料形态出现在特定位置或特定部位的物料形态异常；“冷阱丧失事件”是指在吹洗、监测、破空等操作时，物料收集系统失效事件；“特殊共因触发事件”是指同时一个或多个辅助支持系统或安全系统故障，引起的放射性泄漏事故，典型的事件有全厂断电、失去压力控制等。根据以上结果，以铀浓缩系统设计特征，得到一份按类分组的铀浓缩系统始发事故清单，见表2-表5。

1.3　英国Capenhurst铀浓缩厂泄漏事故

在以上三起铀浓缩系统事件/事故中，会出现多个设备或系统先后发生故障，同时伴随人员干预失效问题，即多重失效、共因失效和人因失效[8]，这是传统确定论安全分析方法难以处理的问题，而PSA分析会较现实地反应实际情况，考虑更为广泛地始发事件谱，这也是PSA工作的起始点。

放疗期间，需补充足够的热量、维生素及蛋白质，为了避免食管粘膜损伤，应遵循少量多餐、循环进食的原则，使用粗细、硬度、温度适宜的食物，细细咀嚼，慢慢吞咽，餐后饮用适量水，鼓励患者多食用西红柿、橘子、猕猴桃等富含维生素C的水果，多食用胡萝卜、柿子椒等富含维生素A的食物。

2014年11月21日，英国Capenhurst铀浓缩厂[7]从8点30分到11点30分，加热箱及其附近区域空气中铀含量出现异常，但6名操作人员并未对受影响的泵和阀进行处理。α在线监控器(iCAM)11点10分报警，很快其他两个报警器也报警。随后操作人员全部撤离，由于许多报警器声的干扰，很多操作人员未能听到iCAM报警。报警后事故应急运行人员佩戴呼吸保护器进入现场收回空气过滤器，得到的空气样由公司辐射防护顾问(RPA)进行评估，通过多次空气取样和复核，分析表明未发生泄漏，经过分析，RPA和倒班人员认为是场所内氡/钍放射性造成的报警器报警，随后测得样品α污染值低于3Bq·m-3，更加确定氡/钍放射性引起报警的结论，认为此区域未发生泄露，随后于11月21日17点30分恢复运行。后来第4个iCAM警报，氡/钍放射性所造成报警的结论仍未被推翻，操作人员还是继续进行过滤器更换和称重，没有撤离和佩戴RPE。同时发现通风系统在11月18日就关闭了，这进一步解释了氡/钍超高的结论。11月24日，由于泄漏一台运行中的泵停止工作，此时事件才被定义为泄漏，检查发现，这次泄漏是由连接两个阀门的弹性金属软管老化破裂所造成，泄漏了将近70克铀气体物料。

2　始发事件的选取

PSA工作的起点是始发事件的选取，也是一级PSA工作的基础和依据[9]。始发事件是指能导致预计运行事故工况的事件，分为外部事件和内部事件。内部事件主要是由设备故障、人为因素等引起的事件。在核电厂中的始发事件选取通常应用的方法主要有工程评价法、主逻辑图法、参考其他堆经验、失效模式与效应分析法，通常前两个方法应用的更为普遍[9,10]。

始发事件的选取应以系统自身特点为基础。铀浓缩系统主要由主工艺系统、电气系统、供取料(收集)系统和辅助设备组成，放射性物料形态有气态、液态和固态，其中主工艺系统和供取料系统内物料处于气态或固态，且内部为负压(提高系统固有安全性)。

2.1　始发事件的确定方法

1994年2月7日，日本Rokkasho铀浓缩厂[7]发生了连接中央控制室和外部控制盘局域网A信道断开事故，事故发生后，冗余信道B亦出现断开事故8s，随后信道开始重新传输数据，但在这一段时间内，由于所有的系统序列控制器均处在不可用状态，其所控制的设备未能在中央控制室得以监控和操作。造成通信中断的原因是两方面的：一种是长时间工作下级联控制盘中导线接触点上存在腐蚀情况，另一种是检查连接件拧紧程度的程序不合适。腐蚀产生的原因是电镀区域内人的污染以及电镀后不合适的存储流程，另外，没按照规定的厚度进行电镀也是原因之一。在检查连接处拧紧时，首先检查A线的连接，B线的检查与A线的稳固性不相匹配，这样就造成了两条线同时发生故障。

始发事件的分组可以减少后续PSA的工作量，还可以了解始发事件的起因机制[17-19]。根据铀浓缩系统的构成，可将始发事件分为边界完整性丧失事件、物料位置/形态变化、冷阱丧失事件、特殊共因触发事件，建立的始发事件简图如图2所示。

  

图1　铀浓缩系统示意图Fig.1　Sketch map ofuranium enrichment system

 

表1　 铀浓缩系统运行特性

 

Table 1　Working characteristic of uranium enrichment system

  

组成部分放射性物料形态级联系统气态精料系统固态卸料系统气态容器固态废水处理系统液态

2.2　始发事件的分组

王老师：所以，在我看来，英语教学不能淡化语法，而是应该强化。但是，我们需要改变以往“先教语法、再练会话”的做法，可以先培养学生的语感，再进行语法教学。如果一味地轻视语法、淡化语法教学，最后很可能事与愿违。我希望您能把我们一线教师的这些想法与课改专家好好沟通、交流一下。好的改革应该是自下而上的，应该多听听一线教师的意见；如果都不太了解一线教师的教学实际情况、不关注一线教师已经积累的经验，那么改革对一线教师来说就会成为一个障碍，对学生也未必有好处。

  

图2　始发事件逻辑简图Fig.2　Logic diagram of initial events

事故的直接原因是为验证低温阱中液氮的水平并打开了用于气体吹洗的阀门而采取了不合适的操作；在可移动装置状态检查中存在操作失误；为移动风阀并让气体流入清洗吸收器，对通风排空系统内锁进行了不当加工；α/β离子传感器虽然很敏感，但是在该通风系统中无法起到应有的作用。

此次泄漏事故的主要原因：长期振动造成金属软管老化破裂；操作和应急人员缺少怀疑态度，挑战行为和假设、进步的决心；事故经验总结不足；对紧急情况下的安排理解不足，多次报警中采取不正确的行动。此外不难发现，与三哩岛、福岛核事故有着相似之处，在于事故初期操作人员未能及时正确认知和处理事故，导致事故进一步恶化。

2.2.1　边界完整性丧失事件

 

表2　边界完整性丧失始发事件

 

Table 2　Initial events of loss of boundary integrity

  

始发事件功能部件或失效原因容器破裂精料容器，贫料容器，供料容器等管道破损长期振动，焊接点等金属软管损坏与容器连接的软管长期振动，扭曲等供取料系统等密封垫圈等失效缺陷等级联密封性失效液化系统管件接口垫圈失效等

此外，可能造成边界完整性丧失的因素还有：级联系统炸机，级联系统内气态放射性物料压力高于大气压时容器失效，水处理和排水系统容器损坏，级联系统内隔离装置失效，液态物料进行取样转移时管路或阀门破损，级联系统内气态放射性物料压力高于大气压时管道或阀门失效，液态放射系物料阀保护失效。

作为最后的尝试，人们把4头动物园中的北白犀送到肯尼亚，希望它们在野外环境下恢复繁殖能力。但随着雄性“苏丹”的离世，这一希望也成为泡影。

(2) 本工程15万t级航道只是对烂沙洋北水道水深较浅区域进行浚深，对工程区海域水动力及水道稳定性影响较小，工程后不会影响烂沙洋北、中、南三水道的整体流场格局。

2.2.2　物料位置/形态变化

 

表3　物料位置/形态变化始发事件

 

Table 3　Initial events of change of material position/shape

  

始发事件功能部件或失效原因级联系统失效供取料系统泵失效真空泵等压缩机失效—气体探测器失效物料探测器，次生气体探测器等α/β监控器失效—

在铀浓缩系统内放射性物料在不同区域内的形态不同，当在特定区域或者设备中形态发生意外变化时，可能会造成泄漏，其中主要的监测装置失效是主要诱因：供料净化容器中气态放射性物料温度、压力和测漏装置失效，级联系统内测量气态放射性物料流量、压力、温度测量装置失效，取料系统内低压、低温测量装置失效，尾料处理系统中高压测量装置失效，液态物料进行取样转移时冷容器的压力、温度和测漏装置失效。

2.2.3　冷阱丧失事件

 

表4　冷阱丧失始发事件

 

Table 4　Initial events of cold trap loss

  

始发事件功能部件或失效原因吹洗、监测系统失效设备拆卸时，未严格吹洗，监测等收集系统失效尾料收集，废液收集等排空系统阀误动作操作杆，阀门座等卸料容器失效—液氮系统失效—

尾气处理系统中冷阱的温度测量装置失效事故与冷阱丧失事故后的安全动作类似，因此归为此类。此外，辅助系统中还能造成冷阱丧失事故的因素有：级联系统内与气体放射性物料接触的热交换器失效，尾气处理系统中冷阱失效，尾气处理系统中压差发生变化，放射性物料回收时存储的液体或者物料没有进入期望的安全的容器中。

2.2.4　特殊共因触发事件

 

表5　特殊共因始发事件

 

Table 5　Initial events of special co-cause

  

始发事件功能部件或失效原因全厂断电，备用电源不可用—压力控制失效物料充装过剩等

3　总结

通过历史上主要的铀浓缩系统主要事件/事故可以看出，铀浓缩系统事件/事故通常具有多重失效、共因失效和人因失效等特点，传统的确定论安全分析方法难以处理分析。基于铀浓缩系统设计，采用主逻辑图推导法，初步得出较为全面的铀浓缩系统的始发事件清单，并进行了归类，为后续铀浓缩系统的PSA安全分析工作提供依据。

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