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核恐怖事件风险评估方法及乏燃料特征属性分析

张松柏  
【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~(245)Cm与~(242)pu、~(154)Gd与~(158)Gd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


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