Điều 7. Phân tích an toàn
7.1. Tổng quan 7.1.1. Mục này của Báo cáo PTAT-DAĐT mô tả các kết quả phân tích an toàn nhằm đánh giá an toàn nhà máy khi xảy ra sự cố khởi phát giả định dựa trên các tiêu chí an toàn và giới hạn về phát thải phóng xạ. Phân tích an toàn bao gồm phân tích an toàn tất định và phân tích an toàn xác suất được thực hiện đối với các trạng thái: vận hành bình thường, trạng thái bất thường, sự cố trong cơ sở thiết kế, sự cố ngoài thiết kế và một số sự cố nghiêm trọng được lựa chọn. 7.1.2. Mục này cần cung cấp đủ thông tin để: - Luận chứng cơ sở thiết kế của các hạng mục quan trọng về an toàn; - Bảo đảm thiết kế đáp ứng các giới hạn về liều bức xạ và phát thải phóng xạ cho mỗi trạng thái NMĐHN.
7.2. Mục tiêu an toàn và tiêu chí chấp nhận 7.2.1. Dẫn chiếu tới các nguyên lý và mục tiêu về an toàn hạt nhân, bảo vệ bức xạ và an toàn kỹ thuật áp dụng cho thiết kế cụ thể của nhà máy được quy định tại Mục 5.1 và 5.2. 7.2.2. Xác định tiêu chí chấp nhận cụ thể cho các cấu trúc, hệ thống và bộ phận đối với từng nhóm sự cố khởi phát giả định và loại phân tích (phân tích an toàn tất định hoặc phân tích an toàn xác suất). Các tiêu chí chấp nhận này phải đáp ứng yêu cầu sau đây: - Sự kiện có tần suất xảy ra cao phải dẫn tới hậu quả nhỏ; - Sự kiện có thể dẫn tới hậu quả nghiêm trọng phải có xác suất xảy ra rất thấp. 7.2.3. Luận chứng và lập tài liệu về các tiêu chí chấp nhận cụ thể.
7.3. Nhận dạng và phân nhóm các sự cố khởi phát giả định 7.3.1. Mô tả các phương pháp nhận dạng sự cố khởi phát giả định. Cần xem xét các sự cố khởi phát do lỗi của con người. Đối với mỗi phương pháp nhận dạng, cần chứng minh sự cố khởi phát giả định được nhận dạng theo cách tiếp cận hệ thống. 7.3.2. Mô tả và luận chứng cơ sở phân nhóm sự kiện. Phân nhóm các sự cố khởi phát giả định nhằm: - Luận chứng cơ sở xác định phạm vi các sự kiện được xem xét; - Giảm bớt số lượng các sự cố khởi phát giả định cần phân tích chi tiết, tạo thành một nhóm các sự kiện chung nhất trong một nhóm sự kiện được sử dụng trong phân tích an toàn, nhưng không bao gồm các sự kiện dẫn tới đáp ứng giống nhau của các hệ thống về khía cạnh thời gian, ứng phó của hệ thống nhà máy hay phát thải phóng xạ; - Cho phép áp dụng các tiêu chí chấp nhận khác nhau khi phân tích các phân nhóm sự kiện khác nhau. Việc phân nhóm các sự kiện theo tác động của sự kiện đối với nhà máy được thực hiện theo quy định tại Mục 7.3.5 và 7.3.6. Việc phân nhóm các sự kiện theo tần suất dự kiến xảy ra được thực hiện theo quy định tại Mục 7.3.7. 7.3.3. Danh mục các sự cố khởi phát giả định trong Báo cáo PTAT-DAĐT phải bao gồm các trạng thái bất thường, sự cố trong cơ sở thiết kế và sự cố ngoài thiết kế. Cần phân tích sâu hơn một số sự cố trong cơ sở thiết kế và sự cố ngoài thiết kế nếu giả định có thêm các lỗi bổ sung và dẫn đến sự cố gây phá hủy nghiêm trọng vùng hoạt hay phát thải phóng xạ ra bên ngoài. 7.3.4. Việc phân nhóm sự kiện phải xem xét, đánh giá các vấn đề sau: - Nguồn gốc xảy ra sự kiện, bao gồm cả nguy hại bên trong và nguy hại bên ngoài ở tất cả các chế độ vận hành NMĐHN; - Các điều kiện vận hành nhà máy khác nhau, như điều khiển bằng tay hay điều khiển tự động; - Các điều kiện khác nhau tại địa điểm, như có hoặc mất toàn bộ nguồn điện ngoại vi, khả năng tương tác giữa nguồn phát điện và lưới điện, khả năng tương tác giữa các tổ máy trong cùng địa điểm v.v.; - Sai hỏng trong các hệ thống, như bể lưu giữ nhiên liệu đã cháy và thùng lưu giữ khí phóng xạ v.v.. 7.3.5. Danh mục các sự cố khởi phát giả định bên trong nhà máy cần được phân tích và trình bày trong Báo cáo PTAT-DAĐT bao gồm tối thiểu các sự kiện sau: - Tăng hay giảm khả năng tải nhiệt; - Tăng hay giảm dòng chất làm mát vùng hoạt; - Thay đổi bất thường về độ phản ứng và công suất; - Tăng hay giảm lượng chất làm mát trong vùng hoạt; - Phát tán vật liệu phóng xạ từ các hệ thống phụ hay từ các bộ phận; - Các sự kiện: mất các hệ thống hỗ trợ, ngập lụt bên trong nhà máy, hỏa hoạn và cháy nổ, vật phóng trong nhà máy, sụp đổ cấu trúc, rơi vật nặng, va đập mạnh đường ống, hiệu ứng bắn tia nước với tốc độ lớn, lỗi tín hiệu cô lập boong-ke lò dẫn đến mất chất làm mát bơm chính; - Các sự kiện quan trọng khác cần phân tích. 7.3.6. Danh mục các sự cố khởi phát giả định bên ngoài nhà máy cần phân tích và trình bày trong Báo cáo PTAT-DAĐT bao gồm tối thiểu các sự kiện sau: - Các điều kiện tự nhiên như lũ lụt, động đất, núi lửa, gió mạnh và các điều kiện thời tiết cực đoan; - Các mối nguy hại do hoạt động của con người gây ra như hỏa hoạn, nổ, máy bay đâm, phát tán chất độc sinh học hay chất độc hóa học, tràn khí và chất lỏng ăn mòn, giao thoa sóng điện từ, hư hại hệ thống lấy nước, nguy hại có nguyên nhân từ các hoạt động giao thông gần nhà máy và tại khu vực đấu nối với hệ thống điện quốc gia. 7.3.7. Sự cố khởi phát giả định được phân nhóm theo tần suất dự kiến xảy ra, cụ thể như sau: - Trạng thái bất thường: 10-2 - 1 lần/năm vận hành; - Sự cố trong cơ sở thiết kế: 10-4 - 10-2 lần/năm vận hành; - Sự cố ngoài thiết kế: 10-6 - 10-4 lần/năm vận hành; - Sự cố nghiêm trọng: nhỏ hơn 10-6 lần/năm vận hành.
7.4. Yếu tố con người Mô tả và luận chứng các phương pháp tiếp cận có tính đến hành động của con người trong phân tích an toàn tất định và phân tích an toàn xác suất. Mô tả và luận chứng các phương pháp được lựa chọn để mô hình hành động của con người trong phân tích an toàn tất định và phân tích an toàn xác suất.
7.5. Phân tích an toàn tất định 7.5.1. Phải sử dụng phân tích an toàn tất định để đánh giá và luận chứng an toàn nhà máy. Phân tích an toàn tất định phải đáp ứng các yêu cầu sau: - Phân tích phải dự đoán được sự đáp ứng của nhà máy khi xảy ra các sự cố khởi phát giả định trong các trạng thái vận hành cụ thể đã được xác định trước. Mỗi phân tích phải áp dụng quy tắc và tiêu chí chấp nhận cụ thể; - Phân tích an toàn tất định cần tập trung phân tích các khía cạnh về nơtron, thủy nhiệt, kết cấu và bức xạ bằng các công cụ tính toán khác nhau; - Phân tích an toàn tất định cho mục đích thiết kế cần sử dụng phương pháp bảo thủ; - Các chương trình tính toán mô phỏng tốt nhất được chấp nhận sử dụng cho phân tích an toàn tất định trong trường hợp chương trình tính toán đó có kết hợp với việc lựa chọn dữ liệu đầu vào theo hướng bảo thủ hợp lý hoặc có kết hợp với đánh giá độ tin cậy của kết quả phân tích. 7.5.2. Mô hình hóa, chương trình tính toán Mô tả các mô hình, chương trình tính toán được sử dụng để tính toán các thông số nhà máy, các giả thiết chung liên quan tới các thông số này, khả năng hoạt động của hệ thống, thao tác của nhân viên vận hành trong các sự kiện được phân tích. Luận chứng các bước đơn giản hóa quan trọng. Mô tả các giả thiết về điều kiện biên và điều kiện ban đầu cho các loại sự cố khởi phát giả định khác nhau. Mô tả phương pháp được sử dụng nhằm bảo đảm các giả thiết nêu trên đã đạt được đủ giới hạn an toàn cho mỗi nhóm sự cố khởi phát giả định. 7.5.3. Đánh giá và thẩm định chương trình tính toán Trình bày tóm tắt chung về quá trình đánh giá và thẩm định các chương trình tính toán, có dẫn chiếu tới các báo cáo chuyên đề. Các báo cáo chuyên đề phải đầy đủ và chi tiết để có thể đánh giá, thẩm định mức độ tin cậy của các chương trình tính toán. Cần xác định chương trình tính toán được sử dụng và chứng minh khả năng áp dụng chương trình tính toán cho mỗi sự kiện cụ thể, có dẫn chiếu tới các tài liệu hỗ trợ. Tài liệu đánh giá và thẩm định chương trình tính toán cần được dẫn chiếu đến chương trình thực nghiệm hỗ trợ liên quan và các dữ liệu vận hành nhà máy thực tế; kèm theo mô tả chi tiết và dữ liệu thí nghiệm về các hiện tượng được mô phỏng. Các dữ liệu thí nghiệm phải đầy đủ và chi tiết để có thể tính toán lại nếu cần thiết. 7.5.4. Mô tả tài liệu hướng dẫn thiết lập phương pháp và mô hình, lựa chọn trạng thái vận hành của hệ thống và hệ thống hỗ trợ, các thao tác của nhân viên vận hành và thời gian trễ mang tính bảo thủ. 7.5.5. Phân tích vận hành bình thường Mô tả kết quả phân tích quá trình vận hành bình thường nhằm chứng minh: - Nhà máy có khả năng vận hành an toàn trong vận hành bình thường; - Liều bức xạ đối với nhân viên và dân chúng nằm trong giới hạn cho phép; - Liều phát thải theo kế hoạch và phát tán vật liệu phóng xạ từ nhà máy nằm trong giới hạn cho phép. Các trạng thái được phân tích trong vận hành bình thường bao gồm: - Khởi động lò thông thường từ trạng thái dừng lò tới trạng thái tới hạn và đạt công suất tối đa; - Vận hành công suất, bao gồm vận hành ở công suất tối đa và công suất thấp; - Thay đổi công suất vùng hoạt, bao gồm chế độ phụ thuộc vào tải và trở lại công suất tối đa sau một thời gian ở công suất thấp; - Dừng lò tại công suất vận hành; - Dừng lò nóng; - Giảm quá trình làm mát; - Nạp nhiên liệu trong quá trình vận hành bình thường; - Dừng lò ở chế độ nạp nhiên liệu hoặc trong điều kiện bảo dưỡng khác dẫn tới mở biên chịu áp chất làm mát hoặc biên boong-ke lò; - Xử lý nhiên liệu mới và nhiên liệu đã cháy. 7.5.6. Phân tích trạng thái bất thường và sự cố trong cơ sở thiết kế Mô tả kết quả phân tích về trạng thái bất thường và sự cố trong cơ sở thiết kế nhằm chứng minh sai hỏng cho phép của thiết kế kỹ thuật và tính hiệu quả của các hệ thống an toàn. Xác định các thông số nhà máy quan trọng đối với kết quả phân tích an toàn, bao gồm: - Công suất và phân bố công suất trong vùng hoạt; - Nhiệt độ vùng hoạt; - Mức ôxy hóa hoặc biến dạng của lớp vỏ thanh nhiên liệu; - Áp suất trong hệ thống sơ cấp và thứ cấp; - Các thông số của boong-ke lò; - Nhiệt độ và dòng; - Hệ số độ phản ứng; - Các thông số động học lò phản ứng và độ hiệu dụng của thiết bị kiểm soát độ phản ứng. Xác định các đặc trưng của hệ thống bảo vệ, bao gồm: các điều kiện vận hành mà tại đó hệ thống được khởi động; thời gian trễ và khả năng của hệ thống sau khi khởi động theo thiết kế. Chứng minh các đặc trưng này phù hợp với yêu cầu về chức năng chung, nguyên tắc và tiêu chí thiết kế của hệ thống được quy định tại Mục 6. Đối với mỗi nhóm sự cố khởi phát giả định, cần phân tích một số các sự cố khởi phát giả định mà đại diện cho đáp ứng chung của nhóm các sự kiện. Mô tả cơ sở lựa chọn các sự kiện đại diện này. Trong một số trường hợp, cần thực hiện nhiều phân tích khác nhau cho một sự cố khởi phát giả định đơn lẻ nhằm chứng minh việc đáp ứng các tiêu chí chấp nhận khác nhau. Trình bày kết quả các phân tích này. Đối với mỗi nhóm sự cố khởi phát giả định cụ thể, cần trình bày các thông tin dưới đây: - Sự cố khởi phát giả định: mô tả các sự cố khởi phát giả định, phân nhóm của sự kiện đó và các tiêu chí chấp nhận cần được đáp ứng; - Các điều kiện biên: mô tả chi tiết cấu hình vận hành nhà máy trước khi xảy ra sự cố khởi phát giả định, mô hình cụ thể, các giả thiết đặc trưng cho sự kiện và chương trình tính toán được sử dụng, sự sẵn sàng của hệ thống và thao tác của nhân viên vận hành được sử dụng trong phân tích; - Trạng thái ban đầu: trình bày dưới dạng bảng giá trị của các thông số quan trọng và điều kiện ban đầu. Cần giải thích về cách lựa chọn các giá trị này và mức độ bảo thủ khi phân tích sự cố khởi phát giả định cụ thể; - Xác định các sai hỏng giả định bổ sung: giả thiết xảy ra sai hỏng đơn giả định và luận chứng cơ sở để lựa chọn sai hỏng này; - Đánh giá đáp ứng của nhà máy: trình bày về trạng thái nhà máy theo mô hình và trình tự thời gian xảy ra các sự kiện chính. Trình bày về thời gian khởi động hệ thống riêng lẻ, bao gồm thời gian dừng lò và thời gian can thiệp của nhân viên vận hành. Trình bày sự thay đổi của các thông số chính dưới dạng đồ thị theo hàm của thời gian trong quá trình xảy ra sự kiện. Cần lựa chọn phân tích các thông số phù hợp để có được cái nhìn toàn cảnh về diễn biến sự kiện trong phạm vi các tiêu chí chấp nhận được xem xét. So sánh kết quả tính toán các thông số liên quan với các tiêu chí chấp nhận và đưa ra kết luận về việc đáp ứng tiêu chí. Trình bày về tình trạng của các lớp che chắn vật lý và mức độ đáp ứng các chức năng an toàn; - Đánh giá hậu quả phóng xạ: trình bày kết quả đánh giá hậu quả phóng xạ. Cần so sánh kết quả chính với các tiêu chí chấp nhận và đưa ra kết luận rõ ràng về việc đáp ứng các tiêu chí chấp nhận; - Nghiên cứu độ nhạy và phân tích độ tin cậy: trình bày kết quả về phân tích nhạy và phân tích độ tin cậy để chứng minh độ tin cậy của kết quả phân tích sự cố. 7.5.7. Phân tích sự cố ngoài thiết kế Phải thực hiện phân tích để chứng minh thiết kế của nhà máy có thể loại trừ khả năng xảy ra một số sự cố ngoài thiết kế nhất định. Lựa chọn các sự kiện thuộc nhóm sự cố ngoài thiết kế dựa trên: - Kết quả phân tích an toàn xác suất hoặc các phân tích sai hỏng khác nhằm xác định các điểm yếu tiềm tàng của nhà máy; - Các sự kiện do xảy ra đồng thời nhiều hơn một sai hỏng đơn mà không được tính là sự cố trong cơ sở thiết kế như: mất điện toàn nhà máy, quá trình chuyển tiếp không thể dừng lò, sự kiện trong thiết kế xảy ra đồng thời với sai hỏng của hệ thống bảo vệ hay hệ thống an toàn kỹ thuật, sự kiện dẫn tới phóng xạ đi tắt thoát ra ngoài boong-ke lò. Mô tả và luận chứng cơ sở lựa chọn các sự kiện thuộc nhóm sự cố ngoài thiết kế trong Báo cáo PTAT-DAĐT. Phân tích sự cố ngoài thiết kế cần sử dụng mô hình và giả thiết mô phỏng tốt nhất. Trường hợp không thực hiện được mô hình và giả thiết này, cần sử dụng giả thiết mang tính bảo thủ hợp lý, có tính đến độ không chắc chắn về các quá trình vật lý được mô hình hóa. Nội dung của báo cáo phân tích sự cố ngoài thiết kế tương tự như trong phân tích trạng thái bất thường và sự cố trong cơ sở thiết kế quy định tại Mục 7.5.6, có bổ sung các nội dung sau: - Mục tiêu của phân tích sự cố ngoài thiết kế và tiêu chí chấp nhận chi tiết; - Sai hỏng giả định bổ sung trong kịch bản sự cố và luận chứng cơ sở lựa chọn sai hỏng này; - Khi tính đến thao tác của nhân viên vận hành, cần chứng minh rằng nhân viên vận hành có thông tin tin cậy, đủ thời gian để thực hiện các thao tác cần thiết, tuân thủ các quy trình; - So sánh kết quả chính với các tiêu chí chấp nhận cụ thể và kết luận rõ về mức độ đáp ứng tiêu chí chấp nhận. 7.5.8. Phân tích sự cố nghiêm trọng Mô tả đầy đủ chi tiết phân tích sự cố có khả năng gây hư hại nghiêm trọng vùng hoạt và phát thải chất phóng xạ ra bên ngoài. Đánh giá, luận chứng và dẫn chiếu các ảnh hưởng của sự cố nghiêm trọng tới nhà máy và luận giải thiết kế làm giảm thiểu hậu quả của các sự cố (nếu xảy ra). Thiết kế cần luận giải bao gồm cả các hệ thống thiết bị để phòng ngừa và giảm thiểu hậu quả của sự cố nghiêm trọng. Phân tích chi tiết hậu quả của chuỗi sự cố nghiêm trọng, bao gồm: cháy hydrô, nổ hơi, tương tác giữa chất làm mát với nhiên liệu nóng chảy và các sự cố nghiêm trọng khác. Trình bày kết quả phân tích sự cố nghiêm trọng được sử dụng để xây dựng chương trình quản lý sự cố và chuẩn bị kế hoạch ứng phó khẩn cấp cho nhà máy. Xác định và tối ưu hóa các biện pháp quản lý sự cố để giảm thiểu hậu quả của sự cố và cung cấp dữ liệu đầu vào cho xây dựng kế hoạch ứng phó khẩn cấp cho sự cố nghiêm trọng. Dẫn chiếu đến các phần liên quan có sử dụng kết quả phân tích sự cố nghiêm trọng trong Báo cáo PTAT-DAĐT.
7.6. Phân tích an toàn xác suất 7.6.1. Các mức phân tích an toàn xác suất Phân tích an toàn xác suất gồm 3 mức: - Phân tích an toàn xác suất mức 1 được sử dụng để xác định tần suất xảy ra sự kiện có thể dẫn tới nóng chảy vùng hoạt, ước lượng tần suất nóng chảy vùng hoạt và đánh giá điểm mạnh, điểm yếu và quy trình vận hành nhằm ngăn ngừa nóng chảy vùng hoạt; - Phân tích an toàn xác suất mức 2 được sử dụng để xác định con đường dẫn tới khả năng phát thải chất phóng xạ trong sự cố nghiêm trọng, cũng như ước tính mức độ và tần suất xảy ra việc phát thải. Kết quả phân tích này còn đánh giá tầm quan trọng tương đối của các biện pháp ngăn ngừa và giảm thiểu sự cố; - Phân tích an toàn xác suất mức 3 được sử dụng để ước tính rủi ro tới sức khỏe của cộng đồng. Trong Báo cáo PTAT-DAĐT cần thực hiện Phân tích an toàn xác suất mức 1 và mức 2 cho các chế độ vận hành NMĐHN có tính đến nguy hại bên trong và bên ngoài. Khuyến khích thực hiện Phân tích an toàn xác suất mức 3. Các báo cáo phân tích an toàn xác suất này có thể được trình bày trong các báo cáo riêng. 7.6.2. Mô tả phạm vi thực hiện phân tích, phương pháp sử dụng và kết quả thu được, bao gồm: - Luận chứng phạm vi lựa chọn thực hiện phân tích; - Mô hình chuỗi sự cố, bao gồm mô hình chuỗi sự kiện, mô hình hệ thống, phân tích thao tác của con người, phân tích sự phụ thuộc của các sự kiện và phân nhóm chuỗi sự cố dẫn tới trạng thái hư hại nhà máy; - Đánh giá dữ liệu và ước lượng các thông số, bao gồm đánh giá tần suất xảy ra sự cố khởi phát, độ tin cậy của bộ phận, xác suất sai hỏng cùng nguyên nhân và xác suất gây lỗi của con người; - Định lượng chuỗi sự cố, bao gồm: phân tích độ tin cậy, độ nhạy và mức độ quan trọng; - Phân tích và đánh giá nguồn phát tán chất phóng xạ gây ra hậu quả bên ngoài nhà máy. 7.6.3. Mô tả tóm tắt kết quả phân tích an toàn xác suất và trình bày kết quả theo cách thể hiện rõ rủi ro mang tính định lượng. Phân tích sự đóng góp của các khía cạnh của thiết kế và vận hành tới rủi ro. 7.6.4. Báo cáo PTAT-DAĐT cần đưa ra mục tiêu an toàn xác suất định lượng để thiết kế nhà máy. Các mục tiêu này được xây dựng có tính đến rủi ro đối với từng cá nhân và xã hội nhằm bảo đảm đã xem xét đầy đủ các khía cạnh trong đánh giá rủi ro của nhà máy tới dân chúng. So sánh kết quả phân tích với các mục tiêu này. Luận chứng việc kết quả phân tích tại giai đoạn phê duyệt dự án đầu tư có đủ độ dự trữ để đáp ứng mục tiêu an toàn xác suất khi phạm vi phân tích được mở rộng tại giai đoạn cấp phép xây dựng và cấp phép vận hành.
7.7. Tóm tắt kết quả phân tích an toàn Tóm tắt toàn bộ kết quả phân tích an toàn, khẳng định đã đáp ứng các yêu cầu an toàn ở mọi khía cạnh.