核恐怖事件风险评估方法及乏燃料特征属性分析

论文摘要

核恐怖活动是国家安全面临的威胁之一，民用领域的核材料、放射性材料都可能被用于制造核恐怖事件，因此，研究核材料、放射性材料等引起的核恐怖事件的风险，针对民用领域数量巨大的乏燃料，发展乏燃料特征属性辨别方法，对加强材料的安全管理具有积极的促进作用。 盗窃并使用核爆炸装置、盗窃核材料制造并使用简易核爆炸装置、攻击核设施、盗窃放射性材料制作并使用放射性散布装置，都可能引起核恐怖事件。本论文采用事件树和风险分析的概率方法，分析了这四种方式成功引发核恐怖事件的概率，评估了四类核恐怖事件的单次危害，构建了对四种方式引起核恐怖事件进行风险分析的概率方法，并演示性地分析了该方法的计算过程和结果。这种概率方法可对核恐怖事件进行风险评估，可为安全管理者和决策者，制定相关反恐措施和决策时，客观地提供参考所需的风险评估结果，以实现合理、优先分配资源方式来降低核恐怖事件的风险，强化核材料、放射性材料的安全管理。 初步分析表明，放射性散布装置可能是国际社会安全面临的重要威胁之一，其中应特别关注民用放射源和乏燃料的安全管理。而分析乏燃料的特征属性，建立辨别乏燃料来源的方法，可强化乏燃料的安全管理。 首先，本论文对用于燃耗分析的三维MCCOOR程序，做了相关基准检验的计算分析，验证结果显示该程序计算结果可靠，通过进一步补充和完善MCCOOR程序的相关功能，为模拟计算任意时刻燃料及乏燃料的核素成份，分析乏燃料的特征属性，建立了基本数值模拟计算程序。 然后，本论文通过用MCCOOR程序分析卸料时刻乏燃料的核素成份和核素关联的堆型特征物理筛选，发现了三组关联核素特征比值，其中，Pu的同位素核素数密度比值可用来反推LWR乏燃料的卸料燃耗深度，另两组关联核素245Cm与242pu、154Gd与158Gd的核素数密度比值可用来辨别卸料时刻的LWR乏燃料的堆型特征，由此建立了由乏燃料这三组特征核素数密度比值辨别卸料时刻的乏燃料来源于BWR还是PWR反应堆的反演方法。 最后，本论文通过乏燃料卸料后核素成份随冷却时间的变化和核素关联的冷

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 前言
• 第二章 核恐怖事件风险分析及相关研究现状
• 2.1 核恐怖事件及其风险
• 2.2 四类核恐怖事件的危害和风险
• 2.3 核恐怖事件危害和风险的相关研究现状
• 2.3.1 假定攻击方式和攻击对象的危害模型分析方法
• 2.3.2 基于概率模型和系统论的方法分析核恐怖事件的风险
• 2.3.3 其它模型对核电站的核恐怖风险评估
• 2.3.4 乏燃料核素成份分析相关研究现状
• 本章讨论
• 第三章 核恐怖事件风险分析的概率方法
• 3.1 风险分析方法简介
• 3.1.1 风险评估过程简介
• 3.1.2 几种常见的风险评估方法比较
• 3.2 核恐怖事件风险分析的简易概率方法
• 3.2.1 导致四类核恐怖事件的事件树分析
• 3.2.2 四类核恐怖事件的单次危害
• 3.3 风险分析的概率方法评估核恐怖事件相对风险的计算示例
• 3.3.1 模型假设
• 3.3.2 示例计算结果分析
• 3.4 放射源与核材料的安全管理
• 3.4.1 强化放射源的安全管理
• 3.4.2 强化核材料的安全管理
• 本章讨论
• 第四章 MCCOOR程序系统简介
• 4.1 MCCOOR程序系统及对VVER的MOX组件的基准检验
• 4.1.1 燃耗分析的基本原理
• 4.1.2 MCCOOR程序结构简介
• 4.1.3 MCCOOR程序的基准检验模型及验证结果
• 4.2 MCCOOR程序对燃料换料及卸料冷却过程核素成份计算
• 本章结论
• 第五章 乏燃料特征属性分析
• 5.1 核反应堆乏燃料的属性
• 5.2 卸料时刻LWR乏燃料堆型特征辨别方法
• 5.2.1 卸料时刻乏燃料核素成份计算方法及LWR计算模型
• 5.2.2 LWR燃料关联核素特征比值
• 5.2.3 卸料时刻LWR乏燃料堆型特征辨别
• 5.3 乏燃料冷却时间的确定
• 5.3.1 乏燃料核素成份随冷却时间的变化
• 5.3.2 乏燃料冷却时间的确定
• 5.4 含时LWR乏燃料堆型特征辨别方法
• 5.4.1 乏燃料特征核素密度比值受冷却时间的影响
• 5.4.2 乏燃料堆型特征关联核素数密度比值的冷却时间修正
• 5.4.3 含时LWR乏燃料堆型辨别方法
• 本章总结和讨论
• 第六章 结束语
• 参考文献及注释
• 致谢
• 附录1 非法转移核材料的主要事件
• 博士期间发表和投稿的文章目录