وبلاگ

Newswise – از سال 1990، آزمایشگاه ملی آیداهو به کمیسیون تنظیم مقررات هسته ای کمک کرده است تا ایمنی و قابلیت اطمینان تمام نیروگاه های هسته ای ایالات متحده را درک کند.

طرفداران انرژی هسته ای ایمنی و قابلیت اطمینان انرژی هسته ای را تبلیغ می کنند و داده ها ادعاهای آنها را تأیید می کند. با توجه به جزئیات مطالعات، انرژی هسته ای مسئول 0.03 مرگ در هر تراوات ساعت برق تولیدی است که هم تصادفات و هم مرگ و میر ناشی از آلودگی هوا را شامل می شود. این نرخ مرگ و میر 820 برابر کمتر از برق زغال سنگ است.

یکی از دلایلی که نیروگاه‌های هسته‌ای ایالات متحده دارای چنین سابقه ایمنی فوق‌العاده‌ای هستند این است که شرکت‌های آب و برق فرهنگ ایمنی را اتخاذ کرده‌اند که از ارزیابی‌های احتمالی خطر استفاده می‌کند، همچنین به عنوان PRA شناخته می‌شود. پیشرفت‌های ایمنی PRA توسط کمیسیون تنظیم مقررات هسته‌ای ایالات متحده (NRC) به رسمیت شناخته شد و NRC از استفاده از آنها در اوایل سال 1995 حمایت کرد.

این ارزیابی‌ها «حالت‌های شکست» یا توالی‌های احتمالی را که می‌توانند منجر به شکست شوند، در نظر می‌گیرند. چنین توالی هایی ممکن است شامل ترکیبی از مشکلات تجهیزات، رویدادهای خارجی یا خطای انسانی باشد. PRA ها احتمال شکست را به هر جزء اختصاص می دهند و مشخص می کنند که کدام مشکلات بیشتر ممکن است رخ دهد. سپس مهندسان می توانند به عقب برگردند و نقاط ضعف را تقویت کنند.

NRC همچنان صنعت را تشویق می کند تا از PRA برای ایجاد مبنایی برای تصمیم گیری مبتنی بر “ریسک و عملکرد” ​​استفاده کند. اما ایمنی هسته‌ای بر افزونگی، راستی‌آزمایی و بررسی مضاعف متکی است. چگونه NRC می تواند اطمینان داشته باشد که تحلیل های یک مرکز درست است؟

پاسخ استفاده از مدل‌های مستقل PRA است که به مدل‌های استاندارد آنالیز ریسک گیاهی (SPAR) معروف هستند. آزمایشگاه ملی آیداهو این مدل ها را برای NRC ایجاد می کند و می توان از آنها برای ارزیابی ریسک عملیاتی یک کارخانه خاص استفاده کرد. برخلاف مدل PRA مبتنی بر سازمان، مدل‌های SPAR از داده‌های کل صنعت، نه فقط یک کارخانه، استفاده می‌کنند تا تصویری جامع از ایمنی شخص ثالث ارائه دهند.

چندین دهه کمک به NRC در ارزیابی خطر

از اواخر دهه 1990، INL کار بر روی مدل‌های مستقل SPAR را آغاز کرد که اکنون شامل 67 مدل است، یکی برای هر نیروگاه هسته‌ای یا واحد راکتور در یک نیروگاه. در حال حاضر 92 راکتور تجاری در ایالات متحده وجود دارد که برخی از آنها دارای دو یا سه واحد در هر سایت هستند، مانند سایت Vogtle در جورجیا که به زودی دارای چهار واحد خواهد بود.

برای اینکه مدل‌های SPAR توسعه‌یافته INL برای NRC مفید باشند، باید به سه روش به‌روزرسانی شوند. اولاً، کارخانه‌ها دائماً در حال بهبود هستند، در صورت لزوم قطعات را جایگزین می‌کنند و سیستم‌ها را برای عملکرد بهتر پیکربندی می‌کنند.

جیم نادسون، مهندس ارشد در بخش پشتیبانی نظارتی INL گفت: “تغییراتی وجود دارد که ایمنی را بهبود می بخشد.” او گفت که وقتی مدیران کارخانه سخت‌افزار یا رویه‌ها را تغییر می‌دهند، آن‌ها را نیز در PRA خود وارد می‌کنند و تیم آنها را در مدل‌های SPAR پیاده‌سازی می‌کند. به تدریج، شکل “درخت خطا”، روشی که سیستم ها به طور بالقوه می توانند از کار بیفتند، تغییر می کند.

دوم، جریان مداوم اطلاعات از کارخانه ها در مورد رویدادهای جزئی مانند خرابی تجهیزات یا خطاهای پرسنل وجود دارد. این گزارش ها بینشی در مورد احتمال خرابی یا سایر رویدادهای مهم ایمنی ارائه می دهد. هر مشکل مکانیکی یک نقطه داده است که تخمین احتمال خرابی را بهبود می بخشد.

نادسن گفت: “بگذارید فرض کنیم شما یک پمپ دارید و آنها یک آزمایش انجام می دهند و شروع به کار نمی کند.” “این یک شکست با یک حالت شکست خاص است. جمع آوری شده و در این استخر قرار می گیرد. این تیم شمارش می‌کند که چنین پمپی چند بار باید راه‌اندازی می‌کرد و چند بار نتوانست این کار را انجام دهد. از این رو او احتمال اینکه چنین پمپی در هنگام فراخوانی از کار بیفتد را محاسبه می کند. ارزیابی برای کل جمعیت راکتورها است، نه برای یک واحد منفرد، زیرا از داده‌های کل صنعت هسته‌ای برای اطلاع‌رسانی ارزیابی استفاده می‌شود.

Knudsen، که اشاره کرد که بسیاری از اجزا دارای سیستم های پشتیبان هستند، گفت: “NRC خطر بالقوه ناشی از این رویداد را ارزیابی خواهد کرد.”

سوم، INL حاکم است یاقوت کبود 8، نرم افزار مورد استفاده برای ایجاد مدل های PRA، و آن را به روز کرد تا منعکس کننده شیوه های فعلی در علوم کامپیوتر باشد. این ابزار که با پشتیبانی NRC و NASA توسعه یافته است، توسط NRC و سایر صنایع مانند صنعت هوافضا برای مدیریت ریسک استفاده می شود.

تد وود، مدیر پروژه و مهندس نرم‌افزار SAPHIRE، گفت: «SAPHIRE از ایجاد مدل‌های PRA پشتیبانی می‌کند که راه‌های مختلف وقوع شکست را تعریف می‌کنند». “داده های خرابی را می توان به راحتی به روز کرد و مدل را می توان دوباره تحلیل کرد تا تاثیر تغییر داده ها بر نتایج کلی تعیین شود.”

SAPHIRE همچنین به کاربران اجازه می دهد تا نحوه تعامل اجزا و سیستم ها را ببینند.

وود گفت: «این مدل‌ها را می‌توان در لایه‌ها بسته به حالت‌ها و روش‌های خرابی شناخته‌شده توسعه داد و می‌توان از آنها برای درک تعامل اجزا و سیستم‌های مختلف استفاده کرد.

تماشای روندها

هر شکست به یک ورودی برای تحلیل روند تبدیل می شود. این تحلیل ها اپراتورهای کارخانه را به رویه ها یا تجهیزاتی هدایت می کند که ممکن است به توجه بیشتری نیاز داشته باشند. با توجه به این روند، اپراتورهای نیروگاه می‌توانند پتانسیل رویدادهای مرتبط با ایمنی را کاهش دهند و در عین حال قابلیت اطمینان کلی سیستم‌ها و اجزای آنها را بهبود بخشند.

ژگانگ ما، رئیس پروژه تجزیه و تحلیل داده های عملیاتی NRC گفت: “با توجه به روندها، سایر اپراتورهای کارخانه می توانند برای جلوگیری از مشکلات مشابه، نه تنها ایمنی و قابلیت اطمینان را تضمین کنند، بلکه احتمال خرابی های آینده را نیز کاهش دهند.” تجربه و مهندس ارشد PRA در بخش پشتیبانی نظارتی.

خطاهای انسانی نیز در مدل های قابلیت اطمینان به حساب می آیند. نادسن گفت: «اگر یک اپراتور در انجام کاری شکست خورده باشد، می‌توانیم به احتمال آن شکست دست پیدا کنیم.

NRC قبلاً یک برنامه ارزیابی دارد گزارش رویدادهای صاحب مجوز، که به صورت عمومی در دسترس هستند و توسط شرکت های برق اسکن می شوند تا ببینند سایر گیاهان متوجه چه مشکلاتی شده اند. اما نادسن و تیمش در حال تبدیل این رویدادها از حکایت ها به پایه و اساس مدیریت ریسک یکپارچه هستند.

نادسن گفت: “NRC از آنچه در هر کارخانه می گذرد آگاه است، این مطمئن است.” او گفت: “اما یک رویکرد سیستماتیک برای یکپارچه سازی داده ها بینش هایی را به دست می دهد که ایمنی و قابلیت اطمینان را بهبود می بخشد.”

تعیین اینکه چه چیزی ممکن است در یک نیروگاه اشتباه شود، یک مزیت فوری و قابل مشاهده دارد: به شرکت‌های برق کمک کرده است تعداد دفعات «خواب» یا خاموش شدن خودکار نیروگاه به دلایل ایمنی را کاهش دهند. چند دهه پیش، راکتورها چندین بار در سال تعطیل می‌شدند. در حال حاضر آنها به طور متوسط ​​کمتر از یک بار در سال سفر می کنند. اجتناب از این رویدادهای عملیاتی می تواند باعث صرفه جویی در هزینه و افزایش ایمنی شود.

کرتیس اسمیت، مدیر بخش ایمنی هسته ای و تحقیقات نظارتی INL گفت: هزینه سفر به یک نیروگاه هسته ای می تواند بیش از یک میلیون دلار در روز باشد.

علاوه بر این، این تحلیل‌ها احتمال وقوع یک رویداد شدید را در نظر می‌گیرند و تحلیل‌هایی که توسط شرکت‌های برق و NRC انجام می‌شود، پیش‌بینی می‌کند که این رویدادهای بالقوه به ندرت رخ خواهند داد.

اسمیت گفت: «توانایی تمرکز بر رویدادهای مرتبط با ریسک بخش کلیدی رویکرد ایالات متحده به تفکر آگاهانه از ریسک است. به عنوان یک صنعت، ما می‌توانیم از عناصر مهم مراقبت کنیم و با «صدای خطر» حواسمان پرت نشود تا از یک صنعت تولید برق ایمن و کارآمد همیشه در حال رشد اطمینان حاصل کنیم.»

برای آزمایشگاه ملی آیداهو
اتحاد انرژی Battelle مدیریت INL دفتر انرژی هسته ای وزارت انرژی ایالات متحده را بر عهده دارد. INL مرکز تحقیق و توسعه هسته ای کشور است و همچنین تحقیقاتی را در هر یک از حوزه های تمرکز استراتژیک DOE انجام می دهد: انرژی، امنیت ملی، علم و محیط زیست. برای اطلاعات بیشتر مراجعه کنید دولت ورودی. ما را در شبکه های اجتماعی دنبال کنید:توییتر،فیس بوک،اینستاگرامولینکدین.