Negotovosti v naprednih varnostnih analizah jedrskih objektov

Vrednotenje delovanja jedrskih objektov (zlasti jedrskih elektrarn) med nesrečami je že desetletja glavno vprašanje termohidravličnih raziskav s področja jedrske varnosti po vsem svetu. Razviti so bili realistični termohidravlični programi, kot npr. ATHLET, CATHARE, RELAP5 in TRACE. Z razvojem naprednih realističnih termohidravličnih računalniških programov so bile predlagane tudi nove napredne metode za varnostne analize kot analiza negotovosti in občutljivosti, kombinacija determinističnih in verjetnostnih analiz ali kombinacija termohidravličnih in trdnostnih analiz. Namen predlaganega projekta je napredna varnostna analiza s kvantificiranjem negotovosti in prikaz metodologije za preučevanje vpliva različnih vhodnih negotovih parametrov, ki predstavljajo človeške ukrepe, na napovedani razvoj dogodkov, potrebnih v procesu izbire referenčnega scenarija dogodka. Za napredno analizo je kot referenčni scenarij dogodka predlagan najbolj omejujoč dogodek s hitrim ohlajanjem, ki povzroča toplotno obremenitev tlačne posode reaktorja v tlačnovodnem reaktorju (PWR). Pojav toplotnih obremenitev na tlačni posodi reaktorja (RPV) v pogojih pod tlakom na splošno imenujemo visokotlačni toplotni šok (PTS). Za simulacije scenarijev dogodkov s hitrim ohlajanjem bo uporabljen napredni termohidravlični računalniški program TRACE. Razviti bodo vhodni modeli za TRACE, ki predstavljajo PWR, s katerimi bomo simulirali scenarije dogodkov s hitrim ohlajanjem. Identificirali bomo najbolj omejujoč scenarij hitrega ohlajanja in zanj izvedli analizo negotovosti. Novost študije je, da bodo upoštevane negotovosti, ki izhajajo iz človeških dejavnikov, ki tradicionalno niso del vrednotenja negotovosti računalniškega programa. Na primer, časovna zakasnitev človeške akcije bi lahko imela zelo velik vpliv na potek prehodnega pojava, ki se lahko kvalitativno spremeni. Ta vidik je pomemben, kadar termohidravlične analize predstavljajo vhod za trdnostne in mehanske analize ali kakršne koli druge varnostne analize. Glavni cilji predlaganega projekta o negotovostih v naprednih varnostnih analizah jedrskih objektov so: • identifikacija scenarijev s hitrim ohlajanjem, ki bi lahko predstavljali izziv za visokotlačni toplotni šok; • neodvisna ocena računalniškega programa TRACE in razvoj vhodnih modelov za prehodne pojave v PWR; • razvoj metode za študijo občutljivosti za določanje najvplivnejših vhodnih negotovih parametrov, vključno s parametri, povezanimi s človeškimi akcijami; • izvajanje napredne varnostne analize z analizo negotovosti in občutljivosti za najbolj omejujoč scenarij hitrega ohlajanja, da bi lahko bolje količinsko opredelili varnostno rezervo za visokotlačni toplotni šok. Projektni predlog o negotovostih v napredni varnostni analizi jedrskih objektov je organiziran v naslednje štiri delovne sklope (DS): DS1: Identifikacija scenarijev hitrega ohlajanja Identifikacija scenarijev hitrega ohlajanja, ki predstavljajo izziv za PTS v PWR, bo izvedena na podlagi pregleda literature. Ugotovljene bodo pomembne vhodne negotovosti zaradi človeških akcij, ki vplivajo na scenarije hitrega ohlajanja. DS2: Ocena TRACE in razvoj vhodnih modelov za prehodne pojave v tlačnovodnem reaktorju Termohidravlični računalniški program TRACE bo ocenjen na podlagi podatkov s separatnih in integralnih eksperimentalnih naprav. Za PWR bodo za scenarije hitrega ohlajanja razviti vhodni modeli za program TRACE. DS3: Simulacije dogodkov in študije občutljivosti Identificirani scenariji hitrega ohlajanja bodo simulirani na podlagi preračunov za določitev občutljivosti. Kvantificiran bo vpliv vhodnih negotovih parametrov na izhodne parametre za PTS, ki so posledica človeških akcij, in določen bo najbolj omejujoč prehodni pojav. DS4: Analiza negotovosti in občutljivosti za najbolj omejujoč prehodni pojav Izvedeni bodo izračuni z računalniškim programom TRACE ter bodo uporabljeni za analizo negotovosti in občutljivosti najbolj omejujočega prehodnega pojava.