Năng lượng hạt nhân - An toàn các cụm thiết bị

Chia sẻ: Minh Van Thuan | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:291

Thêm vào BST

Báo xấu

157
lượt xem 39
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tài liệu An toàn các cụm thiết bị năng lượng hạt nhân xem xét các nguyên tắc bảo đảm an toàn, các điểm đặc biệt của thiết bị năng lượng hạt nhân, như những công trình kỹ thuật có độ nguy hiểm cao; mô tả các tình huống sự cố chủ yếu, trình bày các phương pháp phân tích xác suất và tất định; giới thiệu các hệ thống an toàn, các phương pháp bảo đảm độ tin cậy của chúng; xem xét các vấn đề thuộc yếu tố con người, các dạng hỏng hóc thiết bị khác nhau, kinh nghiệm sự cố ở các nhà máy điện hạt nhân.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Năng lượng hạt nhân - An toàn các cụm thiết bị

O.B. Xamoilov G.B.Uxưnhin A.M. Bakhmenchep AN TOÀN CÁC CỤM THIẾT BỊ NĂNG LƯỢNG HẠT NHÂN Sách dùng cho sinh viên đại học (Dịch từ nguyên bản tiếng Nga) Người dịch: TS Nguyễn Đức Kim Moskva 1989 1
О.Б. Самойлов Г.Б. Усынин А.М. Бахметьев БЕЗОПАСНОСТЬ ЯДЕРНЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК Для студентов вузов Đã xem xét các nguyên tắc bảo đảm an toàn, các điểm đặc bi ệt của thiết bị năng lượng hạt nhân, như những công trình kỹ thu ật có độ nguy hiểm cao. Đã mô tả các tình huống sự cố chủ yếu, trình bày các phương pháp phân tích xác suất và tất định. Đã gi ới thiệu các hệ thống an toàn, các phương pháp bảo đảm độ tin cậy của chúng. Đã xem xét các vấn đề thuộc yếu tố con người, các dạng hỏng hóc thiết bị khác nhau, kinh nghiệm sự c ố ở các nhà máy điện hạt nhân. Dùng cho các sinh viên đại học. Có thể có ích cho nhân viên vận hành nhà máy điện hạt nhân. Москва 1989 2
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT АЗ – bảo vệ sự cố АПТ – sự cố kèm theo mất chất tải nhiệt АС – cơ sở nguyên tử (hạt nhân) АСТ – cơ sở hạt nhân cung cấp nhiệt АЭС (NMĐNH) – nhà máy điện hạt nhân БН – ЯЭУ sử dụng lò phản ứng nơtron nhanh hoặc dạng lò phản ứng tương ứng БРУ (А) – cụm thiết bị cảm ứng tác động nhanh (kèm theo phun khí vào khí quyển) ВОБ – đánh giá xác suất của độ an toàn ВВЭР – lò phản ứng năng lượng nước-nước ВТГР – lò phản ứng grafit-khí nhiệt độ cao ГЦН – máy bơm tuần hoàn chính của vòng sơ cấp ДГ – máy phát diezen ЕЦ – tuần hoàn tự nhiên ЗО – nhà lò (tường bảo vệ) ИРГ – các khí trơ, phóng xạ КГО – hệ thống kiểm tra độ kín vỏ bọc thanh nhiên liệu КС – vỏ bảo hiểm МПА – sự cố thiết kế cực đại ПГ – bình sinh hơi РБН – lò phản ứng nơtron nhanh РО – bộ phận công tác РУ – cụm thiết bị lò phản ứng САОЗ – hệ thống làm nguội khẩn cấp vùng hoạt СУЗ – hệ thống điều khiển và bảo vệ lò phản ứng СЛА – hệ thống ngăn chặn sự cố твэл – thanh nhiên liệu (với một số lò - viên nhiên liệu) ТМА – NMĐNH “Three Mile Island” ТВС (BNL) – bó nhiên liệu УСБ – hệ thống an toàn điều khiển ЯЭУ – cụm thiết bị năng lượng hạt nhân ВWR – lò phản ứng áp lực nước sôi PWR – lò phản ứng áp lực 3
LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay, không thể đào tạo được cán bộ chuyên môn tốt, làm việc trong lĩnh vực thiết kế, xây dựng và vận hành các cụm thiết bị năng lượng hạt nhân ( ЯЭУ), nếu không trang bị cho họ đầy đủ kiến thức về những yêu cầu hiện đại, các giải pháp bảo đảm an toàn và phương pháp phân tích an toàn lò phản ứng. Những vấn đề an toàn được tách riêng theo truyền thống hiện đang phân tán trong các tài liệu khác nhau hoặc có ở dạng các mục nhỏ thuộc các môn học như “Điều khiển ЯЭУ”, “Kết cấu các lò phản ứng hạt nhân”… Việc sử dụng trên quy mô lớn các lò phản ứng hạt nhân để phát điện, cung cấp nhiệt năng, trên các phương tiện vận tải hàng hải, đã đưa vấn đề an toàn lên hàng đ ầu. Cần phải nghiên cứu và soạn thảo chương trình đào tạo đặc biệt, trong đó trình bày một cách có hệ thống các vấn đề có liên quan đến khả năng gây phát thải các chất phóng xạ quá mức được phép ra ngoài vùng ЯЭУ, vốn rất hiếm khi xảy ra. Điểm đặc biệt của vấn đề an toàn ЯЭУ được quyết định chủ yếu do hai yếu tố. Thứ nhất, thiết bị hạt nhân là một tổ hợp kỹ thuật công nghệ cao và cần có cách tiếp cận tiên tiến, có hệ thống khi phân tích các điều kiện làm việc bình thường và các chế đ ộ khẩn cấp. Thứ hai, vì nó có liên quan đến những nguy hiểm tiềm ẩn đối với c ư dân, nguy cơ gây thiệt hại cho xã hội và môi trường xung quanh, nên cần phải xem xét những kết hợp bất lợi nhất của các yếu tố vận hành và các tác động từ bên ngoài. Hậu quả của mọi sự cố cần phải được hạn chế. Khi biên soạn sách này, đã sử dụng kinh nghiệm của chính các tác giả trong nhiều năm giảng dạy về an toàn ЯЭУ ở Trường Đại học Bách khoa Gorki. Ở đây, môn học này được phân ra trong các chương trình chuyên ngành tương ứng, ở dạng chương trình tự học, ngoài các bài giảng còn có các bài tập lớn. Ngoài ra, mục phân tích an toàn là phần bắt buộc trong thiết kế môn học. Mục đích của chương trình này – rèn luyện cho cán bộ chuyên môn về văn hoá an toàn, định hướng cho họ về các vấn đề chủ yếu, giúp họ thực hiện một cách có nhận thức các yêu cầu của các văn bản pháp quy và giải quy ết một cách có hiểu biết các vấn đề thực tế khác nhau, theo quan điểm an toàn. Các tác giả hy vọng rằng, cuốn sách có lợi không chỉ cho các sinh viên đại học, mà còn cho các nhân viên kỹ thuật, muốn bổ sung và hệ thống hoá kiến thức của mình trong lĩnh vực này. 4
Cấu trúc giáo trình mà các tác giả đã đưa ra không phải là cấu trúc duy nhất có thể, nhưng nó phù hợp với quan điểm đã hình thành và phát triển của họ về mức độ quan trọng của các vấn đề an toàn khác nhau đối với các kỹ sư thiết kế và các kỹ s ư v ận hành. Do dung lượng hạn chế của cuốn sách mà một loạt các vấn đ ề quan tr ọng đ ược trình bày một cách ngắn gọn, và một số vấn đề không được xem xét. Để bổ sung những thiếu sót đó có thể dùng các tài liệu được trình bày trong phần phụ l ục, mà các tác gi ả cho rằng chúng làm tăng chất lượng của cuốn sách. Các tác giả 5
Chương 1 NHỮNG LUẬN ĐIỂM CHUNG VỀ AN TOÀN 1.1. NHỮNG NGUYÊN TẮC VÀ TIÊU CHÍ AN TOÀN Nhiệm vụ chủ yếu bảo đảm an toàn cơ sở hạt nhân (AC) là tránh cho cư dân, nhân viên vận hành và môi trường xung quanh khỏi mức tác động phóng xạ không thể chấp nhận được, nhờ các phương tiện kỹ thuật và các giải pháp tổ chức. Ngoài ra, như kinh nghiệm thế giới cho thấy, chủ yếu là ngăn ngừa các tình huống khẩn cấp tiềm ẩn có thể có. Các hệ thống kỹ thuật có độ phức tạp, công suất cao là các tổ hợp kỹ thuật hoàn toàn có thể tạo nên nguy cơ xuất hiện sự cố nhất định, nguy hiểm cho con người và môi trường xung quanh. “Cái giá” thậm chí của một sự cố đơn lẻ cũng tăng dữ dội. Ở đây, cả ngành năng lượng hạt nhân cũng không có ngoại lệ. Xuất phát từ việc xác suất các sự cố nghiêm trọng ở ЯЭУ rõ ràng là không bao giờ có thể giảm xuống bằng không, nên cần phải áp dụng các biện pháp bảo đảm hạn chế được các hậu quả c ủa mọi s ự cố nguy hiểm phóng xạ. An toàn ЯЭУ chủ yếu được bảo đảm bằng việc thực hiện các biện pháp và các nguyên tắc sau đây (hình 1.1): Hình 1.1. Các hướng chủ yếu bảo đảm an toàn ЯЭУ 1) xây dựng hệ thống bảo vệ đa tuyến tránh phát thải các chất phóng xạ nguy hiểm tiềm tàng có trong nhiên liệu hạt nhân, tại khu vực AC và ra bên ngoài, với việc 6
sử dụng các giải pháp thiết kế để giảm rủi ro hư hại các rào cản bảo vệ đến mức tối thiểu chấp nhận được; 2) chất lượng cao và luận cứ vững chắc của kết cấu thiết bị lò phản ứng, thiết kế các hệ thống quan trọng đối với an toàn của toàn bộ AC nói chung, nghiên cứu kỹ càng mọi quá trình xảy ra trong đó; 3) chất lượng cao trong quá trình chế tạo, lắp đặt, sửa chữa thiết bị; thiết bị AC hoạt động với chất lượng cao – vấn đề mấu chốt của an toàn; 4) sử dụng các phương tiện tin cậy để ngăn ngừa và khắc phục các quá trình khẩn cấp; trang bị cho AC các hệ thống an toàn – các hệ thống có nhiệm vụ ngăn ngừa các sự cố và hạn chế các hậu quả của chúng; 5) vận hành một cách chuyên nghiệp AC, phù hợp với tài liệu kỹ thuật định mức hiện hành, các hướng dẫn và tuân thủ nghiêm ngặt quy trình thao tác; bảo đảm nguyên tắc “văn hoá an toàn” nói chung; 6) áp dụng các biện pháp để giữ ổn định khi có các tác động và các tình huống phát sinh từ bên ngoài có liên quan đến “yếu tố con người”; 7) duy trì độ bền thiết bị của các hệ thống quan trọng đối với an toàn nhờ bảo dưỡng kỹ thuật, kiểm tra và khám nghiệm bằng các phương tiện kiểm soát và chẩn đoán hiệu quả; 8) chọn mặt bằng thuận lợi để xây dựng AC và vùng bảo vệ-vệ sinh cần thiết. Yêu cầu cơ bản của quan điểm an toàn – loại trừ các hư hại dẫn đến thảm hoạ AC – được thực hiện bằng việc tạo ra các cấp an toàn liên tiếp (“bảo vệ theo chiều sâu”). Nhiệm vụ của cấp an toàn thứ nhất – ngăn ngừa các sự cố và các rắc rối, duy trì các điều kiện vận hành AC trong các giới hạn, loại trừ xuất hiện sự cố. Cấp này được bảo đảm bằng quy trình bảo đảm chất lượng, tính hoàn chỉnh của kết cấu ЯЭУ, sự tin cậy của các hệ thống, trình độ chuyên môn của nhân viên. Nhiệm vụ của cấp an toàn thứ hai – ngăn ngừa các sự cố thiết kế – chuyển thiết bị lò phản ứng vào trạng thái an toàn và ngăn ngừa phát triển sự cố, vốn cần được khắc phục sớm, bằng các biện pháp trên cơ sở nguyên tắc được gọi là hỏng hóc đơn lẻ (xem dưới đây). Cấp này được bảo đảm bằng các hệ thống an toàn. Nhiệm vụ của cấp an toàn thứ ba – ngăn ngừa các sự cố xác suất thấp, hạn chế hậu quả của sự cố giả định. Các biện pháp của cấp này hướng đến làm giảm nhẹ hậu quả của các hỏng hóc nhiều lần. Ở đây giả định rằng, việc trùng hợp hai hoặc nhiều hỏng hóc trong các hệ thống an toàn là có thể về nguyên tắc, có tính đến nhiều sai lầm của nhân viên vận hành. Cũng xem xét các sự cố không kiểm soát được trong các điều kiện hỏng hóc toàn bộ hệ thống an toàn (ví dụ mất toàn bộ nước làm nguội sau khi dừng lò). Khi tạo ra các hệ thống của cấp an toàn thứ ba người ta sử dụng các nguyên tắc cơ bản mà giá trị của các nguyên tắc đó đã được chứng minh: dự phòng, tách biệt thực thể, tính 7
đa dạng, tính độc lập của các kênh và các hệ thống an toàn, cũng tính đến tính tự bảo vệ. Các biện pháp của cấp thứ ba bao trùm cả những sự cố ngoài thiết kế. Kết cục là hình thành cái gọi là tháp an toàn mà việc bảo đảm chất lượng nằm trên đáy của tháp đó, và rủi ro còn lại của sự cố toàn cầu phá huỷ tất cả các rào cản là đỉnh. Khi giải quyết bài toán an toàn cần tính đến khía cạnh tâm lý của vấn đề, điều thuộc về nhận thức, rằng không có một mức phát tán các sản phẩm phóng xạ nào là được phép, thậm chí cả khi nó không dẫn đến các hậu quả đáng kể cũng không được dư luận xã hội coi là mức có thể chấp nhận. Chỉ có quan điểm ngăn chặn tất cả các phát tán khi có sự cố là có khả năng chiếm được lòng tin. Kinh nghiệm trong mọi phạm vi hoạt động của con người chứng tỏ rằng, yếu tố con người là rất lớn trong việc bảo đảm an toàn. Trong công nghiệp hoá học, từ 80 đến 90% các sự cố, bằng cách nào đó, đều có liên quan đến các sai lầm của nhân viên; theo thống kê các sự cố hàng không trong vòng ba mươi năm trở lại đây, có đến 60 – 80% sự cố xảy ra do lỗi của con người; trong ngành năng lượng hạt nhân, phần đóng góp của các sai lầm của nhân viên trong tần suất sự cố nóng chảy vùng hoạt cũng chiếm khoảng 60 – 80%. Tất cả điều đó chứng tỏ rằng, ít ra cũng cần chú ý đến việc phân tích mối quan hệ giữa con người và thiết bị, vấn đề “con người – máy móc”, giống như việc phân tích động thái của chính thiết bị. Việc ngăn ngừa tính chủ quan trong quá trình làm việc bình thường, việc nhân viên thấu hiểu ý nghĩa tiềm ẩn của mọi sai lệch so với quy trình thao tác thông thường theo quan điểm an toàn, việc ưu tiên cho an toàn trong lúc áp dụng các giải pháp, tinh thần trách nhiệm của những người thiết kế, cách tiếp cận có hệ thống trong mọi giai đoạn, việc không bỏ qua những tiểu tiết (sức mạnh của các tiểu tiết là ở chỗ chúng có nhiều), việc quan tâm một cách thực chất đến kinh nghiệm – tất cả những điều đó là cần thiết cho cách tiếp cận, bảo đảm “văn hoá an toàn”. 1.2. AN TOÀN TRONG CÁC TÌNH HUỐNG KHẨN CẤP Kinh nghiệm vận hành ЯЭУ trên thế giới, vào khoảng 5000 lò-năm, cho thấy, vấn đề an toàn – đó là vấn đề của các sự cố có thể có, ở mức tiềm tàng, xác suất thấp do nguyên nhân hỏng hóc các hệ thống kỹ thuật, những sai lầm của nhân viên và các tác động từ bên ngoài. Các sự cố ở các nhà máy điện hạt nhân (NMĐHN) khác với các sự cố ở các nhà máy điện khác ở chỗ chúng có thể gây ra phát tán một lượng đáng kể các chất phóng xạ vào không gian xung quanh. 8
Trong ЯЭУ công suất 1000 MWe tích tụ các sản phẩm phân hạch mà độ phóng xạ của chúng có thể đạt đến mức 3.10 20 Bq. Việc các chất phóng xạ đã tích tụ lọt ra môi trường xung quanh đem lại hậu quả vô cùng nghiêm trọng. Phần lớn các chất phóng xạ nằm trong các thanh nhiên liệu. Việc chúng phát thải là có thể khi vỏ bọc thanh nhiên liệu bị hư hại nặng và khi nhiên liệu bị nóng chảy. Sự quá nhiệt của nhiên liệu chỉ diễn ra khi cường độ toả nhiệt của các thanh nhiên liệu vượt quá cường độ dẫn thoát nhiệt. Mất cân bằng nhiệt như vậy trong vùng hoạt lò phản ứng có thể xuất hiện trong các tình huống sau đây: 1. Sự cố kèm theo mất chất tải nhiệt vòng sơ cấp do nó bị hở hoặc bị phá huỷ. Khi đó cân bằng bị mất, bởi vì quá trình toả nhiệt dư trong vùng hoạt là đáng kể, còn quá trình lấy nhiệt bị xấu đi nhiều hoặc là mất hẳn, cho đến khi chưa đưa được chất tải nhiệt từ hệ thống làm nguội khẩn cấp vào vùng hoạt. Đó là một trong số những sự cố nghiêm trọng nhất, khi mà rào cản an toàn thứ hai (rào cản của hệ thống vòng sơ cấp) bị phá huỷ, còn rào cản thứ nhất – vỏ bọc các thanh nhiên liệu – dường như trong hoàn cảnh nặng nề ví dụ như nóng chảy một phần vùng hoạt, vốn phụ thuộc vào hoạt động của các hệ thống an toàn. Chất tải nhiệt chủ động được cấp vào cụm thiết bị lò phản ứng, làm tăng áp suất trong đó, tạo ra nguy cơ hỏng hóc về cơ khí và sai phạm về nhiệt của một rào cản nữa – l ớp tường bảo vệ (nhà lò) của AC hoặc khu vực kín, nghĩa là có nguy cơ hư hại tất cả ba rào cản. 2. Những quá trình chuyển tiếp khẩn cấp. Trong số đó có thể chia ra thành các quá trình kèm theo gia tăng độ phản ứng, khi mà cường độ toả nhiệt trong vùng hoạt tăng lên so với cường độ dẫn thoát nhiệt, và các quá trình kèm theo sai phạm dẫn thoát nhiệt, khi mà cường độ dẫn thoát nhiệt giảm xuống so với cường độ toả nhiệt trong vùng hoạt. Khi phân tích các tình huống khẩn cấp, mối quan tâm chủ yếu là sự gia tăng không điều khiển được của công suất vùng hoạt (sự sinh nhiệt), sự suy giảm lưu lượng chất tải nhiệt (suy giảm dẫn thoát nhiệt) và việc tăng cao áp suất trong lò phản ứng. Các s ự c ố kèm theo gia tăng độ phản ứng có thể kích thích một trong những tình huống nghiêm trọng nhất – sự cố kèm theo phá huỷ vùng hoạt và phá huỷ đồng thời tất cả các rào cản an toàn. Trong các quá trình chuyển tiếp khẩn cấp, các thông số chủ yếu của lò phản ứng bị sai lệch đáng kể so với các giá trị bình thường. Nhiều tình huống khẩn cấp loại này đ ược khắc phục nhờ hệ thống điều khiển, hệ thống này đưa lò phản ứng trở lại trạng thái vận hành bình thường. Nhưng một số tình huống dường như là hệ thống điều khiển “không với tới được”, và khi đó cần phải dừng lò phản ứng nhờ hệ thống bảo vệ sự cố 9
để tránh hư hại các thanh nhiên liệu hoặc hệ thống vòng sơ cấp – hai rào cản trên đường lan truyền các sản phẩm phân hạch. Lưu ý rằng, có thể bảo vệ lò phản ứng một cách tin cậy nhất khi sử dụng các thuộc tính nội tại vốn có của lò phản ứng và các phương tiện thụ động, nghĩa là nhờ mọi khả năng tự bảo vệ, vốn do các đặc tính kỹ thuật-vật lý của lò phản ứng quyết định, và nhờ các hệ thống thụ động. Việc tìm kiếm các giải pháp, hướng tới khả năng tự bảo vệ cao nhất có thể của cụm thiết bị lò phản ứng, được quyết định do cố gắng giảm thiểu ảnh hưởng tiêu c ực c ủa yếu tố con người đến tính an toàn, và điều đó đặc biệt quan trọng khi tăng quy mô và mở rộng phạm vi sử dụng năng lượng hạt nhân. Khả năng tự bảo vệ của cụm thiết bị lò phản ứng tạo điều kiện đơn giản hoá cấu trúc và giảm khối lượng các phương tiện bảo vệ chủ động, vốn không tránh khỏi liên quan đến việc phức tạp hoá, và sự phức tạp này lại giảm độ tin cậy của thiết bị. Nguyên tắc đa dạng các rào cản và bảo vệ theo chiều sâu là phần quan trọng c ủa triết lý bảo đảm an toàn các lò phản ứng hạt nhân. Theo triết lý đó, khi xảy ra bất kỳ biến cố nào cũng cần còn lại ít nhất hai rào cản để bảo vệ môi trường xung quanh khỏi phát tán các chất phóng xạ từ vùng hoạt lò phản ứng. Vì vậy, về nguyên tắc, quan trọng là làm sao bảo đảm được tính độc lập về chức năng của mỗi rào cản trong trường hợp sự cố. Phân tích các sự cố đã từng xảy ra cho thấy, các biến cố chủ yếu kích thích các sự cố – mất chất tải nhiệt, các quá trình chuyển tiếp, sự tương tác của các hệ thống. Các sai lầm của nhân viên, cũng như những hỏng hóc kỹ thuật của thiết bị là nguyên nhân chủ yếu của các sai phạm chức năng hoạt động bình thường. Các hệ thống an toàn. Nguyên tắc hỏng hóc đơn lẻ Việc bảo đảm an toàn khi xuất hiện các chế độ khẩn cấp (sự cố) được thực hiện nhờ các hệ thống đặc biệt được đưa vào trong AC, chúng có nhiệm vụ ngăn ngừa sự cố và hạn chế các hậu quả của chúng. Các hệ thống an toàn “kiểm soát” sự cố trong lúc thực hiện các chức năng chủ yếu sau đây: dừng lò phản ứng; dẫn thoát nhiệt dư; hạn chế lan truyền các sản phẩm phóng xạ. Các hệ thống an toàn được chia thành các hệ thống bảo vệ, ngăn chặn, điều khiển và bảo đảm. Trạng thái bình thường của các hệ thống an toàn – đó là chế độ chờ sự cố, còn yêu cầu chủ yếu đối với chúng – khởi động tin cậy và bảo đảm các đặc tính thiết kế khi ho ạt động. 10
Khi tính đến cấp độ tin cậy cuối cùng của bất kỳ hệ thống nào, thì việc phân tích toàn diện biện pháp và các cách thức dự phòng, cũng như việc kiểm tra khả năng hoạt động của các bộ phận, vốn cho phép giảm thiểu xác suất hỏng hóc hệ thống, đều có ý nghĩa về nguyên tắc. Đối với tất cả các hệ thống an toàn đều cần phải áp dụng nguyên tắc được gọi là nguyên tắc hỏng hóc đơn lẻ. Theo nguyên tắc này, khi phân tích an toàn AC, giả định đồng thời với biến cố khởi nguồn, rằng một hỏng hóc đơn lẻ, độc lập với biến cố khởi nguồn đó, đã xảy ra trong các hệ thống an toàn đã khởi động trong biến cố đã cho. Độ bội dự phòng cần phải ở mức sao cho, dù là có hỏng hóc đơn l ẻ thì ch ức năng an toàn vẫn được thực hiện. Hỏng hóc đơn lẻ được giả định ở bất kỳ đ ầu mối nào của hệ thống an toàn, nhưng hỏng hóc đồng thời thì chỉ có một. Việc lựa chọn nguyên tắc hỏng hóc đơn lẻ làm nguyên tắc chủ đạo cho độ bội dự phòng của các hệ thống an toàn được ước định bởi việc, bản thân các hỏng hóc là những biến cố ngẫu nhiên, mà việc chúng xuất hiện có đặc điểm của một xác suất nhất định nào đó. Bởi vì độ tin cậy của các hệ thống và thiết bị, vốn có ảnh hưởng đến độ an toàn, được duy trì nhờ các biện pháp bảo đảm chất lượng trong các giai đoạn thiết kế, chế tạo, lắp ráp và vận hành ở mức đủ cao, nên xác suất xuất hiện hỏng hóc đơn lẻ của thiết bị là nhỏ. Xác suất xuất hiện đồng thời hai hỏng hóc độc lập như vậy có đặc điểm của tích số của các xác suất của từng hỏng hóc đó. Giá trị của nó nhỏ đến mức có thể bỏ qua biến cố như vậy trong quá trình tiếp cận này. Phân biệt các nguyên tắc hoạt động chủ động và thụ động của các hệ thống an toàn. Nguyên tắc hoạt động chủ động của hệ thống hoặc của cơ cấu – là nguyên tắc, trong đó để thực hiện chức năng đã cho cần bảo đảm một số điều kiện (ví dụ, ra lệnh đóng, bảo đảm cung cấp năng lượng, môi trường,…). Các hệ thống và các cơ cấu, có đ ặc điểm của nguyên tắc tác động chủ động, được gọi là các hệ thống và các cơ cấu chủ động. Thông thường, chúng phức tạp về kết cấu và có nhiều mối liên hệ với các cơ cấu khác, mà khả năng làm việc của chúng phụ thuộc vào các cơ cấu này. Nguyên tắc hoạt động thụ động của hệ thống hoặc của cơ cấu – là nguyên tắc, trong đó để thực hiện chức năng đã cho không cần các hệ thống và cơ cấu khác hoạt động. Các hệ thống thụ động thực hiện chức năng dưới ảnh hưởng của các tác động xuất hiện trực tiếp do biến cố khởi nguồn. Thông thường, các hệ thống như vậy có đặc điểm là độ tin cậy cao hơn so với các hệ thống chủ động, do vậy mà nguyên t ắc h ỏng hóc đơn lẻ thường chỉ được áp dụng cho các hệ thống và cơ cấu chủ động. Nếu hỏng hóc đơn lẻ của một bộ phận nào đó dẫn đến hỏng hóc các bộ phận khác, thì tất cả các hỏng hóc đều là các hỏng hóc độc lập và được xem như một hỏng hóc. Biến 11
cố khởi nguồn có thể là nguyên nhân xuất hiện các hỏng hóc lệ thuộc trong các hệ thống an toàn. Trong các trường hợp đó, ngoài các hỏng hóc lệ thuộc như vậy, khi phân tích an toàn theo nguyên tắc hỏng hóc đơn lẻ cần phải tính thêm một hỏng hóc độc lập. Các hỏng hóc do nguyên nhân chung – các hỏng hóc của một số hệ thống quan trọng đối với an toàn, xuất hiện do một trong số các tác động từ bên trong hoặc từ bên ngoài, do hỏng hóc cơ cấu hoặc do sai lầm của con người. Nguyên nhân chung của các hỏng hóc có thể chỉ là cái chung đối với một loạt các h ệ thống hoặc cơ cấu an toàn: vị trí xây dựng, các điều kiện bên trong hoặc bên ngoài, các nguồn cung cấp, điều kiện bảo quản, kết cấu, công nghệ chế tạo, các vật liệu,…Bởi vì các hỏng hóc do nguyên nhân chung không phải là đơn lẻ, nên việc bảo vệ nó không chỉ bằng các phương pháp dự phòng. Các nguyên tắc xây dựng các hệ thống an toàn Để đáp ứng tiêu chí hỏng hóc đơn lẻ và giảm xác suất hỏng các hệ thống quan trọng đối với an toàn do nguyên nhân chung cần phải áp dụng bốn nguyên tắc (riêng biệt hoặc kết hợp): 1) dự phòng – sử dụng một lượng dư các hệ thống hoặc các bộ phận để bảo đ ảm dư khả năng thực hiện chức năng được giao; 2) độc lập – việc thực hiện chức năng của một hệ thống không phụ thuộc vào hoạt động của hệ thống khác; 3) tách biệt – tách riêng, bằng rào cản, các hệ thống, vốn thực hiện cùng một chức năng, hoặc tách xa chúng ra một khoảng cách nhất định để giảm xác suất hỏng hóc đồng thời do nguyên nhân chung; 4) khác biệt (đa dạng, khác kiểu) – việc tránh cho các hệ thống và các bộ phận, vốn thực hiện một nhiệm vụ, khỏi hỏng hóc cùng một kiểu, bằng cách chế tạo chúng theo kết cấu, nguyên tắc hoạt động khác nhau…Như đã biết, sự đa dạng luôn che chở cho cuộc đời tránh khỏi những cảnh ngang trái. Sự cần thiết phải ngăn ngừa những hỏng hóc do nguyên nhân chung đã dẫn đ ến nhu cầu xây dựng các hệ thống an toàn theo cấu trúc dạng kênh. Với cấu trúc như vậy, tập trung thực hiện toàn bộ các chức năng an toàn trong một kênh an toàn. Số lượng các kênh an toàn được chọn theo độ dư cần thiết khi thực hiện các chức năng an toàn, nghĩa là, theo nguyên tắc hỏng hóc đơn lẻ có tính đến khả năng có các hỏng hóc lệ thuộc. Các kênh an toàn hoàn toàn tách khỏi nhau và khỏi các hệ thống khác, sao cho không thể hỏng thêm một kênh nào nữa do cùng một nguyên nhân. Khó hơn cả là tránh đ ược tính giống nhau về kết cấu, về vật liệu và công nghệ chế tạo các bộ phận riêng biệt. 12
Khi nghiên cứu chế tạo các hệ thống an toàn cần lưu ý rằng, một số l ượng l ớn các bộ phận, vốn làm tăng số lượng các mối tương quan, sẽ làm tăng ảnh hưởng của các y ếu tố rối loạn. Các hệ thống phức tạp chịu ảnh hưởng của các rối loạn và sai sót lớn hơn nhiều so với các hệ thống đơn giản, nghĩa là, những biện pháp an toàn dư thừa có thể gây ảnh hưởng xấu đến chính an toàn. Có thể coi việc tạo ra các hệ thống, được gọi là hệ thống tổng thể, nhờ áp dụng các ý tưởng mới, để cùng một lúc thực hiện được một số chức năng, là hướng nhiều triển vọng nhằm khắc phục tính phức tạp, nhiều về số lượng và to về quy mô của các hệ thống an toàn. Điều đó cho phép làm giảm số lượng các bộ phận, làm tăng độ tin cậy và tính hiệu quả của toàn bộ AC nói chung. Trên đây đã nhấn mạnh ý nghĩa có tính nguyên tắc của việc hiểu đúng các quá trình trong các chế độ vận hành bình thường và khẩn cấp. Điều đó làm tăng cao, ví dụ, độ ổn định của ЯЭУ trước những sai lầm của nhân viên. Từ quan điểm đó, tốt hơn cả là những ЯЭУ có khả năng tích hợp lớn và có các hệ thống an toàn thụ động với tổ hợp các tính chất, quyết định độ an toàn nội tại và tính tự bảo vệ của cụm thiết bị lò ph ản ứng. 1.3. CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH VÀ LUẬN GIẢI AN TOÀN Cách tiếp cận tất định Những yêu cầu định mức hiện hành đang đòi hỏi cách xem xét tất định đối với các vấn đề an toàn trong khuôn khổ quan điểm về các sự cố thiết kế và trong khuôn khổ nguyên tắc hỏng hóc đơn lẻ. Trong đó lưu ý rằng, mỗi hệ thống an toàn đều thực hiện được các chức năng đã định đòi hỏi nó hoạt động, trong mọi biến cố khởi nguồn được tính đến trong thiết kế, có tính đến một hỏng hóc (độc lập với biến cố khởi nguồn) của một bộ phận nào đó. Theo kinh nghiệm đã được tích luỹ và theo trực quan kỹ thuật, người ta xác lập các biến cố khởi nguồn thiết kế, các hiệu ứng thứ cấp, các giới hạn an toàn mà các giải pháp bảo vệ phải tuân thủ. Cách tiếp cận tất định được hiểu là phương pháp phân tích trình tự các giai đoạn của quá trình khẩn cấp, từ biến cố khởi nguồn, qua tất cả các thời kỳ biến thái và phá huỷ có thể có, đến trạng thái cuối cùng đã được xác lập. Trong cách tiếp cận tất định không sử dụng các số liệu xác suất định l ượng đ ể mô tả các biến cố hoặc tổ hợp các biến cố. Ở kịch bản này hay kịch bản khác, đặc điểm của cách tiếp cận này đều được nhận ra một cách định tính trong các thuật ngữ như “thường xuyên”, ‘xác suất thấp”, có thể”, “không thể về mặt kỹ thuật”,…Trong khi đó 13
có thể áp dụng phương pháp tất định trong các trường hợp riêng biệt, ví dụ, hỏng hóc kép trong hệ thống,… Cách tiếp cận xác suất Quan điểm về cụm thiết bị được cho là an toàn khi có các sự cố thiết kế (nghĩa là, trong khuôn khổ tuân thủ nguyên tắc hỏng hóc đơn lẻ) không giải đáp mọi vấn đề thiết kế và vận hành. Vì vậy cách tiếp cận ngày càng được áp dụng rộng rãi hơn là cách tiếp c ận xác suất, theo nó, khi phân tích an toàn, người ta xem xét tất cả các sự cố có thể có, cũng như bất kỳ số lượng các hỏng hóc đồng thời nào. Khi áp dụng phương pháp “cây biến cố” thì kết quả phân tích an toàn ЯЭУ ở đây dẫn “đến một con số”, đến cái gọi là giá trị xác suất an toàn (ВОБ). Cơ sở của cách tiếp cận xác suất chính là phân tích một cách có hệ thống các kịch bản có ý nghĩa của các sự cố, cũng như nghiên cứu một cách trình tự các sự cố, kể cả các biến cố khởi nguồn, các đường hướng phát triển của các quá trình khẩn cấp, có tính đến khả năng trùng hợp hỏng hóc của các hệ thống. Khi đó, phần quan trọng là việc phân tích định lượng độ tin cậy của thiết bị và các hệ thống quan trọng đối với an toàn. Sử dụng phân tích xác suất dễ xác lập những vấn đề ưu tiên và dễ chọn hướng nghiên cứu các vấn đề an toàn của các lò phản ứng hạt nhân. Phân tích bằng cách so sánh các giải pháp kỹ thuật và các giá trị xác suất sẽ cho phép lựa chọn một cách có cơ sở các giải pháp kỹ thuật cạnh tranh khác nhau, cũng như nghiên cứu độ nhạy cảm của các kết quả khi thay đổi các thông số. Cũng có thể đánh giá được phần đóng góp của các yếu tố và các hệ thống khác nhau vào các chỉ số an toàn AC và trên cơ sở đó xác định được phương hướng cải thiện các chỉ số này. Một trong những kết quả quan trọng nhất của ВОБ là phân định được các kịch bản sự cố có phần đóng góp lớn nhất vào các hậu quả, nghĩa là, phân định được các trình tự phổ biến nhất của các biến cố. Khi biết các trình tự phổ biến nhất của các biến cố trong các s ự cố, có thể phân định được các hệ thống và các bộ phận quan trọng nhất, điều này rất có lợi để hoàn thiện các thiết kế. Và cuối cùng, chính các phương pháp ВОБ có thể cho phép đặt nền móng cho ranh giới của rủi ro có thể chấp nhận được, và tương ứng với điều đó, cho tiêu chí của một thiết kế ЯЭУ cụ thể. Những hạn chế trong việc sử dụng các phương pháp xác suất có liên quan đến sự thiếu hụt số liệu để tiến hành các phân tích thích hợp, cũng như thiếu hiểu biết về nguy cơ hỏng hóc tiềm ẩn do các nguyên nhân chung, và về động thái của nhân viên vận hành. 14
Động thái của con người – nguồn bất định trong ВОБ, bởi vì người ta có thể coi những hành vi khác nhau là đúng, và các sai lầm có thể diễn ra cả khi thực hiện các hành vi, cả khi không làm gì. Những phương pháp ВОБ đóng góp vào các phương pháp tất định những nghiên cứu về an toàn, nghĩa là, cả hai phương pháp cùng được áp dụng. Trong khoa học đã được biết những quá trình phức tạp, “một lời khôn tả”. Rõ ràng, các nhiệm vụ nghiên cứu và luận giải an toàn thuộc loại này. Khi đó cần đến việc phân tích có hệ thống. Đối với mỗi tình huống khẩn cấp (biến cố khởi nguồn) cần xem xét những mắt xích có thể có, từ trạng thái ban đầu đến trạng thái cuối cùng, phản ánh những tác động có thể của nhân viên vận hành và đánh giá hậu quả. Cần làm rõ các đường hướng phát triển của tình huống khẩn cấp, có tính đến tương tác của các hệ thống và các quy luật diễn biến của các quá trình vật lý, cũng như các xác suất hỏng hóc của các hệ thống an toàn. Khi đó cần đặc biệt chú ý đến sự xuất hiện các hỏng hóc thiết bị, dẫn đến các hỏng hóc lệ thuộc, hoặc đến sự suy giảm tính hi ệu quả của các hệ thống, cũng như các tác động sai lầm của nhân viên, có tính đến cả ảnh hưởng của các hành động đó đến sự xuất hiện, đặc tính diễn biến và hậu quả của các sự cố. Về mối nguy hiểm từ cơ sở hạt nhân Không thể bảo đảm an toàn tuyệt đối trong bất kỳ một dạng hoạt đ ộng nào c ủa con người. Cả nhân viên, cả cư dân luôn luôn chịu nguy hiểm – các xác suất chịu thiệt mạng hoặc chịu thiệt hại vật chất do các nguyên nhân tự nhiên (động đất, bão lốc, rơi thiên thạnh,…) hoặc do các hoạt động của chính mình (tác động độc hại của các ngành sản xuất khác nhau và các dạng hoạt động của con người, những trường hợp không may, …). Cụm thiết bị lò phản ứng, nguồn các sản phẩm phóng xạ, cũng là mối nguy hiểm nhất định cho nhân viên, cư dân và môi trường xung quanh. Mối nguy hiểm này có liên quan không chỉ với việc vận hành ЯЭУ, mà còn với các khâu còn lại của chu trình nhiên liệu hạt nhân. Mức nguy hiểm là mức tính đến xác suất các sự cố và hậu quả phóng xạ của chúng: đối với cư dân sống gần AC, mức rủi ro chết người do các sai phạm vận hành AC, không được vượt quá 0,001 tổng mức rủi ro chết người xuất hiện do các nguyên nhân khác. Để đánh giá rủi ro người ta sử dụng các phương pháp ВОБ và chú ý đến cả các sự cố xác suất thấp (giả định) với kịch bản giả định có trùng hợp một số lượng bất kỳ các hỏng hóc và sai lầm có thể xảy ra kèm theo những hậu quả nghiêm trọng. Ở đây sử dụng tất cả các kết quả đánh giá xác suất an toàn và có thể xác định giá trị của mức 15
rủi ro chấp nhận được. Rủi ro từ các sai lệch có thể có khi vận hành ЯЭУ được coi là chấp nhận được nếu nó không vượt nhiều quá so với rủi ro từ các phương pháp s ản xuất năng lượng khác. Khi tính đến nhịp độ phát triển kỳ vọng của ngành năng l ượng hạt nhân trong nh ững thập kỷ gần đây thì những yêu cầu đối với xác suất tổng của các sự c ố nghiêm trọng được diễn đạt như sau: các sự cố kèm theo phá huỷ vùng hoạt, nhưng không vượt quá mức phát tán phóng xạ được phép đã định (bằng cách ngăn chặn các sản phẩm phóng xạ) cần có xác suất tổng theo toàn bộ trình tự các biến cố ρ ≤ 10-5 một lò-năm. Đối với các sự cố kèm theo phá huỷ vùng hoạt và phát tán các sản phẩm phóng xạ cao hơn mức cho phép, yêu cầu đã được xác lập là ρ ≤ 10-7 một lò-năm. Từ đó suy ra, cần loại trừ phát tán các sản phẩm phóng xạ không được phép trong mọi biến cố khởi nguồn và trên đường phát triển các sự cố, mà xác suất tổng của các sự cố đó vượt quá 10-7 một lò-năm. Chương 2 CÁC RÀO CẢN AN TOÀN 2.1. NGUYÊN TẮC BẢO VỆ THEO CHIỀU SÂU Khi thiết kế ЯЭУ, một trong những nguyên tắc an toàn cơ bản là nguyên tắc bảo vệ theo chiều sâu, theo nó, một số cấp bảo vệ được tính trước để ngăn ngừa hoặc hạn chế các hậu quả bất lợi của những hỏng hóc thiết bị và các sai lầm của nhân viên AC. Yêu cầu quan trọng nhất của nguyên tắc bảo vệ theo chiều sâu là tổ chức các hàng rào an toàn thực thể. Trên đường lan truyền các mảnh vỡ phân hạch, trong trường hợp chúng có khả năng tiềm ẩn phát thải từ kết cấu nhiên liệu vào môi trường xung quanh, thông thường, trong các lò phản ứng hiện đại có ba rào cản, xét chức năng và ý nghĩa của chúng, có thể coi chúng là các rào cản an toàn (hình 2.1). Tạo nên rào c ản th ứ nhất là kết cấu nhiên liệu và vỏ bọc các thanh nhiên liệu. Trong trường hợp lọt các sản phẩm phóng xạ của quá trình phân hạch vào chất tải nhiệt thì hệ thống vòng sơ cấp, các đường ống, các kết cấu dạng vỏ của vòng sơ cấp (rào cản an toàn thứ hai) sẽ cản trở quá trình lan truyền tiếp theo của chúng. Và cuối cùng, khi rò rỉ vòng sơ cấp, các sản phẩm phóng xạ của quá trình phân hạch được giữ lại hoặc nhờ hệ thống khu vực kín, hoặc nhà lò (rào cản thứ ba) (hình 2.2). Khi phân tích an toàn cần tin chắc vào đ ộ hi ệu dụng của các rào cản đó cả trong điều kiện bình thường, cả trong điều kiện khẩn cấp, 16
theo dõi liên tục tính độc lập trong việc thực hiện chức năng của chúng, sự có mặt của “dự trữ” độ hiệu dụng, các phương tiện chẩn đoán và kiểm tra. Mọi sự cố thiết kế đều không được dẫn đến sai phạm tiếp theo của các hệ thống, ví dụ, các hệ thống vòng sơ cấp và các hệ thống ЗО, vốn cần thiết để ngăn chặn tình huống đã xuất hiện, khi chúng thực hiện chức năng. Việc thực hiện chức năng của các rào cản an toàn trong các chế độ khẩn cấp cần thoả mãn hoàn toàn các yêu cầu nhất định. Các điều kiện hoạt động của các rào cản khi có sự cố, kể cả những sự cố giả định rất ít có khả năng xảy ra, cần đ ược phân tích kỹ càng, khi đó cần chứng minh độ hiệu dụng của các rào cản với mức dự trữ cần thiết cho độ bất định có thể có. Hình 2.1. Sơ đồ các rào cản trên đường lan truyền các nuclit phóng xạ sinh ra trong quá trình hoạt động của ЯЭУ 17
Hình 2.2. Các rào cản an toàn AC có nhà lò: 1 – nhiên liệu; 2 – vỏ bọc thanh nhiên liệu; 3 – hệ thống vòng sơ cấp kín; 4 – nhà lò 2.2. THANH NHIÊN LIỆU – RÀO CẢN AN TOÀN THỨ NHẤT Thanh nhiên liệu cần giữ được nguyên vẹn trong suốt thời gian tồn tại trong lò phản ứng, khi lưu giữ và vận chuyển. Sự giãn nở hoặc phồng rộp không được vượt quá các giới hạn, khi đó các điều kiện làm nguội bình thường được bảo đảm. Thanh nhiên liệu bị coi là hư hại, nếu do vỏ bọc không còn nguyên vẹn mà các sản phẩm phân hạch lọt vào chất tải nhiệt. Trong các lò phản ứng năng lượng hiện đại, thông thường, sử dụng các thanh nhiên liệu có nhiên liệu ở dạng viên urani dioxit, nằm trong vỏ bọc bằng thép hoặc hợp kim zirconi. Kết cấu nhiên liệu và vỏ bọc kín của thanh nhiên liệu tạo ra rào cản thứ nhất trên đường lan truyền các sản phẩm phân hạch. Nhiên liệu Các sản phẩm phóng xạ tích tụ do quá trình phân hạch và bắt nơtron trong nhiên liệu, khi đó thành phần, các tính chất cơ học và hoá lý của kết cấu nhiên liệu thay đổi. 18
Đặc trưng hoạt động của các thanh nhiên liệu là mức tải nhiệt cao (khoảng 450 W/cm) và chênh lệch nhiệt độ theo mặt cắt ngang nhiên liệu đáng kể, có thể đến vài trăm độ. Mặc dù một lượng lớn các sản phẩm phóng xạ được tạo ra trong quá trình phân hạch, nhưng ở nhiệt độ làm việc bình thường urani dioxit giữ lại hơn 98% sản phẩm. Gần 1 – 2% sản phẩm, chủ yếu ở dạng khí và dạng bay hơi – kripton, xenon và iốt, khuếch tán vào khoảng khí giữa khối nhiên liệu và vỏ bọc, khi đó vỏ bọc kín ngăn cản chúng thoát vào chất tải nhiệt. Động thái của nhiên liệu giống như của rào cản, là giữ sản phẩm phân hạch l ại, tùy thuộc vào nhiệt độ và độ cháy. Khi nhiệt độ dưới 10000C, urani dioxit giữ lại tất cả, thậm chí cả các sản phẩm phân hạch dạng khí. Khi nhiệt độ và độ cháy tăng lên, tình hình thay đổi nhiều. Các sản phẩm phân hạch trở nên linh động hơn (hình 2.3). Quá trình này có bản chất khuếch tán, và tốc độ thoát sản phẩm phân hạch từ nhiên liệu được xác định bằng quy luật hàm mũ exp (– E/kT), ở đây E – năng lượng kích hoạt; T – nhiệt độ; k – hằng số Bolsman. Khi nhiệt độ cao hơn 1600 0C, một phần lớn các khí thoát ra khỏi nhiên liệu và nằm trong lớp vỏ bọc, việc thoát iốt và các nuclit bay hơi cũng tăng lên đáng kể. Để nhiên liệu hoàn thành chức năng “rào cản” c ủa mình, quan trọng là sao cho tương tác của nhiên liệu với chất tải nhiệt là tối thiểu. Hình 2.3. Sự phụ thuộc vào nhiệt độ của quá trình thoát các sản phẩm phân hạch dạng khí từ nhiên liệu Một trong những tiêu chí quan trọng nhất, đặc trưng cho các điều kiện hoạt động của kết cấu nhiên liệu, – đạt đến nhiệt độ nóng chảy. Thông số này đặc biệt quan trọng khi tăng nhanh công suất, khi mà nhiệt độ của vỏ bọc tăng lên còn chưa đáng kể. Việc nóng chảy nhiên liệu cần được xem như mất chức năng rào cản không chỉ của nhiên liệu mà còn của thanh nhiên liệu nói chung. 19
Vỏ bọc Vỏ bọc thanh nhiên liệu bảo đảm tính nguyên vẹn của nó, bảo đảm độ bền cơ khí, cản trở thoát sản phẩm phân hạch vào vòng sơ cấp. Yêu cầu cơ bản đối với vỏ bọc – b ảo đảm độ bền và độ kín dưới mọi tác động bình thường và khẩn cấp trong suốt “chu trình sống” nhiều năm và độ bền phóng xạ khi chiếu xạ dài ngày. Độ kín của vỏ bọc cần được bảo toàn trong suốt thời hạn hoạt động của thanh nhiên liệu và thời gian lưu giữ sau này của nhiên liệu đã cháy. Trong suốt “chu trình sống”, vỏ bọc thanh nhiên liệu chịu tác động của nhiều yếu tố, tạo ra những điều kiện hoạt động phức tạp của vỏ bọc. Đó là các tác động của lực và quá trình ăn mòn cả từ phía chất tải nhiệt, cả từ phía nhiên liệu, là dao động nhiệt khi thay đổi các chế độ làm việc (khởi động, dừng, điều chỉnh), là hoá ròn phóng xạ khi bị tác động của các dòng nơtron nhanh, và cuối cùng, là quá nhiệt trong các tình huống khẩn cấp (hình 2.4). Khi “phồng rộp” nhiên liệu, cũng như dưới tác động của các sản phẩm phân hạch dạng khí và dạng bay hơi, thoát ra dưới lớp vỏ bọc thì các tải trọng, tác động từ bên trong lên vỏ bọc thanh nhiên liệu, tăng lên. Đối với các vật liệu vỏ bọc, các tính chất sau đây có ý nghĩa hàng đ ầu: b ền phóng x ạ, hoá ròn, phồng rộp, rão phóng xạ, bền ăn mòn. 20