关于我国核应急决策支持系统建设的实施建议_曲静原
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如果两个或多个采用不同模式和数据库的 系统对同一个评价对象进行评价 , 在评价结果 之间一般会存在差异 。如上所述 , 按照《核电厂 核事故应急报告制度》[ 5] 的规定 , 核电厂和省级 应急机构都要向国家核应急主管部门报告有关 的应急信息 , 其中省级应急机构报告的事故后 果数据覆盖核电厂报告的相应数据(例如 , 场区 边界 、烟羽应急计划内 、外区边界上的预期剂量 与可避免剂量等)。 因此 , 如果核电厂和省级系 统使用不同的评价模式和数据库 , 例如不同的 风场模式与大气扩散模式 , 在两个系统的评价 结果之间会出现这样或那样的差异是不言而喻 的。
1 引言
经过各方面多年的努力 , 目前我国在国家 、 省级地方与核电厂三个层次上已初步建立起了 各自的核应急决策支持/ 事故后果评价系统(以 下简称为“核应急决策支持系统”)。 这些系统 在计算机平台 、评价模式 、评价内容及评价空间 范围等方面各有特点 , 从整体上看 , 除了较早开 发的较简单的系统(例如 , 在大气扩散计算中采 用高斯直线烟羽模式等)之外 , 近年来开发和投 入使用的系统基本上处于相同的技术水平 。 另 外 , 在这些系统的研究开发 、应用与维护等方面 积累了宝贵的经验 。
支持系统 , 香港天文台也建立了核应急评价系 统[ 10] 。 表 1 给出了若干系统的主要技术指标 。 2 .3 应急数据报告
按照《核电厂核事故应急报告制度》[ 5] 的规 定 , 在发生事故的情况下 , 核电厂核应急响应机 构应向国家核应急主管部门和省级应急机构报 告有关的应急信息 , 包括核电 厂工况 、事故源 项 、气象监测数据 、辐射监测数据以及辐射剂量 评价结果等 ;省级应急机构要向国家核应急主 管部门报告的 应急数据主要包括气象监测数
第一作者简介 :曲静原 , 男 , 1956 年 5 月出生 , 1982 年毕业于清华大学工程物理系现代物理专业 , 副教授 。
· 33 8 · 辐射防护 第 23 卷 第 6 期
性监测工作 , 为采取核事故应急对策和应急防 护措施提供依据” 。
第 23 卷 第 6 期 2003 年 11 月
辐射防护 Radiation Protection
Vol.23 No .6 Nov . 2003
关于我国核应急决策支持系统建设的实施建议
曲静原 王醒宇 薛大知 施仲齐 奚树人 曹建主
(清华大学核能技术设计研 究院 , 北京 , 100084)
×
×
拉格朗日烟团模式
√ √ × ××
曲静原等 :关于我国核应急决策支持系统建设的实施建议
· 339 ·
图 1 我国三级应急管理体系的数据流结构 Fig .1 Data flow frame of the emergency management system in China
3 问题的提出
在我国核 应急决策 支持系统 的开发过 程 中 , 国家 、省级地方与核电厂所开发的核应急决 策支持系统在规模和功能设计等方面 , 在一定 程度上还缺乏充分的总体规划与协调 , 在资源 利用最优化和成果共享等方面还存在着明显的 不足 。 另外 , 对省级地方与核电厂的核应急决 策支持系统而言 , 应当具有操作简便 、运行速度 快的特点 , 目前有些过于复杂的功能设计与操 作步骤不利于系统的有效维护和及时正确地投 入运行 。
系统名称 评价半径 [ 文献] 范围(km)
风场计算
诊断
预报
大气扩散模式
浓度
剂量
防护 行动
决策 分析
地理 信息
计算 计算 模拟 模式 系统
GNARD 2 .0
中尺度准静力
中尺度气象
80
[ 6]
动力学模式
统计模式
烟团 +随机游走模式 蒙特卡罗模式
√ √ √ ×√
QS-NUCAS 1 .0 ～ 100 [ 7]
系统的功能包括事故评价与事故后果预测 两个部分 。 核电厂营运者承担的重点评价任务 应当包括 :(1)在事故的早期阶段对电厂的状态
· 34 0 · 辐射防护 第 23 卷 第 6 期
进行评价 , 并在此基础上对放射性释放源项进 行估计 ;(2)对事故可能或已经对场外产生的辐 射剂量进行评价 , 特别是快速估计放射性烟羽 的传输方向 、高度和扩散情况等 。 需要指出的 是 , 在事故的早期阶段 , 采取防护措施的决策应 当基于电厂工况的分析与判断 , 而不应等待详 细的辐射剂量的计算结果[ 11] 。
因此 , 按照《条例》的要求 , 核电厂与省级应 急响应机构应当建立适宜的核应急决策支持系
统 。《条例》要求国务院指定的部门负责“适时 批准进入和终止场外应急状态 ;提出实施核事 故应急响应行动的建议” 。 基于这个要求以及 其他一些因素的考虑 , 我们认为 , 建立国家级的 核应急决策支持系统是必要的 , 这也是目前世 界各核电国家的普遍做法[ 3] 。 对于这个问题 , 本文的后面部分将作进一步的阐述 。 2 .2 核应急决策支持系统
为了克服这个不足 , 需要首先对我国三级 应急管理层次上的评价系统进行评价任务的划
分 , 并对其技术性能进行必要的比对分析 , 特别 是对系统所采用的风场模式 、大气扩散模式 、辐 射剂量模式以及相关的数据库等进行必要的比 对是至关重要的 。
下面就如何建立国家 、省级地方与核电厂 三级有机统一的核应急决策支持系统 , 对三级 系统的功能划分 、模式比对和数据共享等问题 做了初步探讨 , 并提出实施建议 。
据 、辐射监测数据和辐射剂量评价结果等(见图 1), 其中省级应急机构报告的事故后果数据覆 盖核电厂报告的相应数据 , 包括场区边界 、烟羽 应急计划内 、外区边界上的预期剂量与可避免 剂量等 。
表 1 若干核应急决策支持系统的主要技术指标 Tab.1 Major technical indices of some systems
摘 要 作为我国三级应急管理体系的一个重要组成部分 , 目前已初步在国家 、省级地方 和核电厂 三个 层次 上建立了核应急决策支持/ 事故后果评价系统(以下统称为“核 应急决策支持系统”), 并在这些 系统 的研究开发 、应用与维护等方面积累了宝贵的经 验 。与此 同时 , 如何保证这些系统及其使 用能够在 真实 事故情况下给出准确的评价和预报 , 日益受到有 关方面的 高度关 注 。 本文在 概要介 绍我国核 应急决 策 支持 系统的开发与应用现状及其存在的主要问题的基础上 , 就如何建立国家 、省级地方与 核电厂三 级有 机统 一的核应急决策支持系统 , 对三级系统的功能 划分 、模式比 对和数 据共享等 问题做 了初步 探讨 , 并 提出了实施建议 。 关键词 核电厂 核应急 事故后果评价 决策支持系统 模式比对 数据共享
发”于 2002 年 2 月顺利通过验收 。这个项目的 完成为我国核应急管理工作建立了一个良好的 技术平台(RODOS 3 .0-C)[ 8] , 为提高我 国的核 应急响应能力提供了一个强有力的工具 , 具有 广阔的推广应用前景和潜在的经济 、社会和环 境效益 。 目前 , 在 RODOS 3 .0-C 平台 的 基础 上 , 广东大亚湾核电厂正在开发新的核应急决 策支持系统(RACAS-GNP)。 另外 , 国家环保总 局核安全中心开发了适用于应急早期的简单快 速的中文版 InterRAS 1 .1[ 9] , 田湾核电厂的场外 后果评价系统也正在开发之中 , 浙江和江苏省 的核应急组织正在考虑建立各自的核应急决策
功能划分 、模式比对和数据共享等问题做了初 步探讨 , 并提出了实施建议 。
2 法规要求与技术现状
2 .1 法规要求 我国《核电厂核事故应急管理条例》和《国
家核应急计划》规定了包括国家 、省级地方和核 电厂 的 三级 应 急 响 应 管理 体 系 的 职 责与 任 务[ 1, 2] 。对于 场外 应 急响 应的 职 责划 分 , 《条 例》 要求 核电 厂核 事故 应急 机构“ 在放 射性 物质 可能或者已经扩散到核电厂场区以外时 , 应当 迅速向省级人民政府指定的部门提出进入场外 应急状态并采取应急防护措施的建议” 。“省级 人民政府指定的部门接到核电厂核事故应急机 构的事故情况报告后 , 应当迅速采取相应的核 事故应急对策和应急防护措施 , 并及时向国务 院指定的部门报告情况 。需要决定进入场外应 急状态时 , 应当经国务院指定的部门批准” 。对 于事故后果的评价与预测 , 《条例》规定“核电厂 的核事故应急机构和省级人民政府指定的部门 应当做好核事故后果预测与评价以及环境放射
诊断风 场模式
中尺度和小尺度 预报风场模式
随机游走粒子烟团模式
√ √ √ ×√
RODOS 3 .0-C 80
[ 8]
结合气象中心
LINCOM
分段高斯烟羽模式 :ATSTEP
的预报数据 ,
√ √ √ √√
诊断风场模式 形成预报风场 拉格朗日烟团模式 :RIMPUFF
InterRAS 1 .1
[ 9]
～ 50
对于事故后果的预测分析而言 , 核电厂级 的系统应当具备对以下方面进行预测的技术能 力 :(1)烟羽产生的外照射与吸入内照射以及地 面沉积产生的外照射预期剂量 ;(2)放射性烟云 的传输方向 、迁移速度以及烟云中放射性核素 浓度随距离的变化等 。对释放的放射性核素所 产生的 γ外照射剂量率随空间与时间的变化做 出预测对指导辐射监测小组的工作是十分有用 的[ 12] 。
上世纪 80 年代末和 90 年代初 , 秦山核电 厂和大亚湾核电厂陆续建立了较简单的事故 后果评价系统 。 此后 , 国际上核应急干预原则 与相关概念有了新的发展 , 我国核应急法规与 应急报告制度也开始采用这些更为完善的干预
原则与相关概念(例如 , 可防止剂量或可避免剂 量)[ 4, 5] 。 为适应这些变化的要求 , 上世纪 90 年 代中后期我国开始开发更为完善的核应急决策
另外 , 除了以表格形式给出应急通报数据 之外 , 还要以图形方式提供有关放射性污染 、辐 射剂量随空间和时间分布的有关数据 , 例如 , 表 征污染面积的等浓度线和表征辐射照射水平的 等剂量线等 。 4 .1 .2 省级系统
在接收到事故通报与相关的应急数据后 , 省级系统应当及时启动 , 对事故的场外后果进 行独立的补充评价 , 以进一步确定事故可能产 生的实际影响 。 省级应急机构应当在接收到核 电厂关于采取应急防护措施的建议与国家核应 急主管部门的指示后 , 迅速采取相应的应急防 护措施 。在事故的晚期阶段 , 省级应急机构应 当对事故的场外影响进行独立的评价 。
与此同时 , 如何保证这些系统在发生真实 事故的情况下能够对事故后果的现况与发展趋 势做出准确的评价与预报 , 以及在应急决策中 如何使用这些系统给出的评价结果 , 日益得到 有关方面的高度关注 。
本文在概要介绍我国核应急决策支持系统
的开发与应用现状及其存在的主要问题的基础 上 , 就如何建立国家 、省级地方与核电厂三级有 机统一的核应急决策支持系统 , 对三级系统的
支持系统 , 其中广东省核电厂核事故场外后果 预测评价系统(GNARD 2 .0)[ 6] 和秦山地区环境 核事故后 果评价系统(QS-NUCAS 1 .0)[ 7] 已 多 次在应急演习中使用 , 在系统的运行和维护等 方面也积累了宝贵的经验 。
在国家核应急办公室的领导下 , 经过若干 研究开发机构的不懈努力 , 国家“ 九五”科技攻 关项目“ 国 家核 应 急 决 策 支 持 系统 的 研 究 与 开
4 几点看法与建议
如上所述 , 在我国三级应急管理体系的框 架下 , 核电厂 、省级应急机构和国家核应急主管 部门已经或正在考虑建立各自的核应急决策支 持系统 。我们认为 , 根据我国目前的实际情况 , 在这三个层次上建立核应急决策支持系统并完 成相应的评价任务是可行的 。同时 , 为了充分 发挥有限资源的效能 , 保证事故情况下不同系 统能够给出具有合理一致性的评价结果 , 需要 将这些不同的系统整合成为一个有机统一的技 术评价体系 。对于如何建立这样一个体系 , 我 们提出以下的原则建议 。 4 .1 各级系统的基本功能 4 .1 .1 核电厂级系统
1 引言
经过各方面多年的努力 , 目前我国在国家 、 省级地方与核电厂三个层次上已初步建立起了 各自的核应急决策支持/ 事故后果评价系统(以 下简称为“核应急决策支持系统”)。 这些系统 在计算机平台 、评价模式 、评价内容及评价空间 范围等方面各有特点 , 从整体上看 , 除了较早开 发的较简单的系统(例如 , 在大气扩散计算中采 用高斯直线烟羽模式等)之外 , 近年来开发和投 入使用的系统基本上处于相同的技术水平 。 另 外 , 在这些系统的研究开发 、应用与维护等方面 积累了宝贵的经验 。
支持系统 , 香港天文台也建立了核应急评价系 统[ 10] 。 表 1 给出了若干系统的主要技术指标 。 2 .3 应急数据报告
按照《核电厂核事故应急报告制度》[ 5] 的规 定 , 在发生事故的情况下 , 核电厂核应急响应机 构应向国家核应急主管部门和省级应急机构报 告有关的应急信息 , 包括核电 厂工况 、事故源 项 、气象监测数据 、辐射监测数据以及辐射剂量 评价结果等 ;省级应急机构要向国家核应急主 管部门报告的 应急数据主要包括气象监测数
第一作者简介 :曲静原 , 男 , 1956 年 5 月出生 , 1982 年毕业于清华大学工程物理系现代物理专业 , 副教授 。
· 33 8 · 辐射防护 第 23 卷 第 6 期
性监测工作 , 为采取核事故应急对策和应急防 护措施提供依据” 。
第 23 卷 第 6 期 2003 年 11 月
辐射防护 Radiation Protection
Vol.23 No .6 Nov . 2003
关于我国核应急决策支持系统建设的实施建议
曲静原 王醒宇 薛大知 施仲齐 奚树人 曹建主
(清华大学核能技术设计研 究院 , 北京 , 100084)
×
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拉格朗日烟团模式
√ √ × ××
曲静原等 :关于我国核应急决策支持系统建设的实施建议
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图 1 我国三级应急管理体系的数据流结构 Fig .1 Data flow frame of the emergency management system in China
3 问题的提出
在我国核 应急决策 支持系统 的开发过 程 中 , 国家 、省级地方与核电厂所开发的核应急决 策支持系统在规模和功能设计等方面 , 在一定 程度上还缺乏充分的总体规划与协调 , 在资源 利用最优化和成果共享等方面还存在着明显的 不足 。 另外 , 对省级地方与核电厂的核应急决 策支持系统而言 , 应当具有操作简便 、运行速度 快的特点 , 目前有些过于复杂的功能设计与操 作步骤不利于系统的有效维护和及时正确地投 入运行 。
系统名称 评价半径 [ 文献] 范围(km)
风场计算
诊断
预报
大气扩散模式
浓度
剂量
防护 行动
决策 分析
地理 信息
计算 计算 模拟 模式 系统
GNARD 2 .0
中尺度准静力
中尺度气象
80
[ 6]
动力学模式
统计模式
烟团 +随机游走模式 蒙特卡罗模式
√ √ √ ×√
QS-NUCAS 1 .0 ～ 100 [ 7]
系统的功能包括事故评价与事故后果预测 两个部分 。 核电厂营运者承担的重点评价任务 应当包括 :(1)在事故的早期阶段对电厂的状态
· 34 0 · 辐射防护 第 23 卷 第 6 期
进行评价 , 并在此基础上对放射性释放源项进 行估计 ;(2)对事故可能或已经对场外产生的辐 射剂量进行评价 , 特别是快速估计放射性烟羽 的传输方向 、高度和扩散情况等 。 需要指出的 是 , 在事故的早期阶段 , 采取防护措施的决策应 当基于电厂工况的分析与判断 , 而不应等待详 细的辐射剂量的计算结果[ 11] 。
因此 , 按照《条例》的要求 , 核电厂与省级应 急响应机构应当建立适宜的核应急决策支持系
统 。《条例》要求国务院指定的部门负责“适时 批准进入和终止场外应急状态 ;提出实施核事 故应急响应行动的建议” 。 基于这个要求以及 其他一些因素的考虑 , 我们认为 , 建立国家级的 核应急决策支持系统是必要的 , 这也是目前世 界各核电国家的普遍做法[ 3] 。 对于这个问题 , 本文的后面部分将作进一步的阐述 。 2 .2 核应急决策支持系统
为了克服这个不足 , 需要首先对我国三级 应急管理层次上的评价系统进行评价任务的划
分 , 并对其技术性能进行必要的比对分析 , 特别 是对系统所采用的风场模式 、大气扩散模式 、辐 射剂量模式以及相关的数据库等进行必要的比 对是至关重要的 。
下面就如何建立国家 、省级地方与核电厂 三级有机统一的核应急决策支持系统 , 对三级 系统的功能划分 、模式比对和数据共享等问题 做了初步探讨 , 并提出实施建议 。
据 、辐射监测数据和辐射剂量评价结果等(见图 1), 其中省级应急机构报告的事故后果数据覆 盖核电厂报告的相应数据 , 包括场区边界 、烟羽 应急计划内 、外区边界上的预期剂量与可避免 剂量等 。
表 1 若干核应急决策支持系统的主要技术指标 Tab.1 Major technical indices of some systems
摘 要 作为我国三级应急管理体系的一个重要组成部分 , 目前已初步在国家 、省级地方 和核电厂 三个 层次 上建立了核应急决策支持/ 事故后果评价系统(以下统称为“核 应急决策支持系统”), 并在这些 系统 的研究开发 、应用与维护等方面积累了宝贵的经 验 。与此 同时 , 如何保证这些系统及其使 用能够在 真实 事故情况下给出准确的评价和预报 , 日益受到有 关方面的 高度关 注 。 本文在 概要介 绍我国核 应急决 策 支持 系统的开发与应用现状及其存在的主要问题的基础上 , 就如何建立国家 、省级地方与 核电厂三 级有 机统 一的核应急决策支持系统 , 对三级系统的功能 划分 、模式比 对和数 据共享等 问题做 了初步 探讨 , 并 提出了实施建议 。 关键词 核电厂 核应急 事故后果评价 决策支持系统 模式比对 数据共享
发”于 2002 年 2 月顺利通过验收 。这个项目的 完成为我国核应急管理工作建立了一个良好的 技术平台(RODOS 3 .0-C)[ 8] , 为提高我 国的核 应急响应能力提供了一个强有力的工具 , 具有 广阔的推广应用前景和潜在的经济 、社会和环 境效益 。 目前 , 在 RODOS 3 .0-C 平台 的 基础 上 , 广东大亚湾核电厂正在开发新的核应急决 策支持系统(RACAS-GNP)。 另外 , 国家环保总 局核安全中心开发了适用于应急早期的简单快 速的中文版 InterRAS 1 .1[ 9] , 田湾核电厂的场外 后果评价系统也正在开发之中 , 浙江和江苏省 的核应急组织正在考虑建立各自的核应急决策
功能划分 、模式比对和数据共享等问题做了初 步探讨 , 并提出了实施建议 。
2 法规要求与技术现状
2 .1 法规要求 我国《核电厂核事故应急管理条例》和《国
家核应急计划》规定了包括国家 、省级地方和核 电厂 的 三级 应 急 响 应 管理 体 系 的 职 责与 任 务[ 1, 2] 。对于 场外 应 急响 应的 职 责划 分 , 《条 例》 要求 核电 厂核 事故 应急 机构“ 在放 射性 物质 可能或者已经扩散到核电厂场区以外时 , 应当 迅速向省级人民政府指定的部门提出进入场外 应急状态并采取应急防护措施的建议” 。“省级 人民政府指定的部门接到核电厂核事故应急机 构的事故情况报告后 , 应当迅速采取相应的核 事故应急对策和应急防护措施 , 并及时向国务 院指定的部门报告情况 。需要决定进入场外应 急状态时 , 应当经国务院指定的部门批准” 。对 于事故后果的评价与预测 , 《条例》规定“核电厂 的核事故应急机构和省级人民政府指定的部门 应当做好核事故后果预测与评价以及环境放射
诊断风 场模式
中尺度和小尺度 预报风场模式
随机游走粒子烟团模式
√ √ √ ×√
RODOS 3 .0-C 80
[ 8]
结合气象中心
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分段高斯烟羽模式 :ATSTEP
的预报数据 ,
√ √ √ √√
诊断风场模式 形成预报风场 拉格朗日烟团模式 :RIMPUFF
InterRAS 1 .1
[ 9]
～ 50
对于事故后果的预测分析而言 , 核电厂级 的系统应当具备对以下方面进行预测的技术能 力 :(1)烟羽产生的外照射与吸入内照射以及地 面沉积产生的外照射预期剂量 ;(2)放射性烟云 的传输方向 、迁移速度以及烟云中放射性核素 浓度随距离的变化等 。对释放的放射性核素所 产生的 γ外照射剂量率随空间与时间的变化做 出预测对指导辐射监测小组的工作是十分有用 的[ 12] 。
上世纪 80 年代末和 90 年代初 , 秦山核电 厂和大亚湾核电厂陆续建立了较简单的事故 后果评价系统 。 此后 , 国际上核应急干预原则 与相关概念有了新的发展 , 我国核应急法规与 应急报告制度也开始采用这些更为完善的干预
原则与相关概念(例如 , 可防止剂量或可避免剂 量)[ 4, 5] 。 为适应这些变化的要求 , 上世纪 90 年 代中后期我国开始开发更为完善的核应急决策
另外 , 除了以表格形式给出应急通报数据 之外 , 还要以图形方式提供有关放射性污染 、辐 射剂量随空间和时间分布的有关数据 , 例如 , 表 征污染面积的等浓度线和表征辐射照射水平的 等剂量线等 。 4 .1 .2 省级系统
在接收到事故通报与相关的应急数据后 , 省级系统应当及时启动 , 对事故的场外后果进 行独立的补充评价 , 以进一步确定事故可能产 生的实际影响 。 省级应急机构应当在接收到核 电厂关于采取应急防护措施的建议与国家核应 急主管部门的指示后 , 迅速采取相应的应急防 护措施 。在事故的晚期阶段 , 省级应急机构应 当对事故的场外影响进行独立的评价 。
与此同时 , 如何保证这些系统在发生真实 事故的情况下能够对事故后果的现况与发展趋 势做出准确的评价与预报 , 以及在应急决策中 如何使用这些系统给出的评价结果 , 日益得到 有关方面的高度关注 。
本文在概要介绍我国核应急决策支持系统
的开发与应用现状及其存在的主要问题的基础 上 , 就如何建立国家 、省级地方与核电厂三级有 机统一的核应急决策支持系统 , 对三级系统的
支持系统 , 其中广东省核电厂核事故场外后果 预测评价系统(GNARD 2 .0)[ 6] 和秦山地区环境 核事故后 果评价系统(QS-NUCAS 1 .0)[ 7] 已 多 次在应急演习中使用 , 在系统的运行和维护等 方面也积累了宝贵的经验 。
在国家核应急办公室的领导下 , 经过若干 研究开发机构的不懈努力 , 国家“ 九五”科技攻 关项目“ 国 家核 应 急 决 策 支 持 系统 的 研 究 与 开
4 几点看法与建议
如上所述 , 在我国三级应急管理体系的框 架下 , 核电厂 、省级应急机构和国家核应急主管 部门已经或正在考虑建立各自的核应急决策支 持系统 。我们认为 , 根据我国目前的实际情况 , 在这三个层次上建立核应急决策支持系统并完 成相应的评价任务是可行的 。同时 , 为了充分 发挥有限资源的效能 , 保证事故情况下不同系 统能够给出具有合理一致性的评价结果 , 需要 将这些不同的系统整合成为一个有机统一的技 术评价体系 。对于如何建立这样一个体系 , 我 们提出以下的原则建议 。 4 .1 各级系统的基本功能 4 .1 .1 核电厂级系统