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符号表1

部分缩略词4

第1章 核电厂严重事故概述7

参考文献14

第2章 轻水堆核电厂概率安全评价及重大安全事故简介18

2.1 核电厂概率安全评价18

2.1.1 核电厂安全性两种评价方法的比较18

2.1.2 WASH-140019

2.1.3 概率安全分析的基本概念20

2.2 三哩岛核电厂事故23

2.2.1 三哩岛核电厂简介23

2.2.2 事故过程分析24

2.2.3 事故影响26

2.3 切尔诺贝利核电厂事故26

2.3.1 切尔诺贝利核电厂简介27

2.3.2 事故过程分析28

2.3.3 事故影响29

2.4 福岛核电厂事故30

2.4.1 福岛核电厂简介30

2.4.2 事故过程31

2.4.3 事故影响33

参考文献34

第3章 事故早期堆芯行为36

3.1 事故早期堆芯应力特性36

3.1.1 国内外研究现状36

3.1.2 燃料元件应力特性分析38

3.2 堆芯再淹没特性44

3.2.1 燃料元件再淹没的物理过程44

3.2.2 再淹没过程传热模型45

参考文献50

第4章 堆芯氧化和熔化行为52

4.1 堆芯氧化行为52

4.1.1 锆水反应52

4.1.2 不锈钢和水的反应62

4.1.3 B4C在蒸汽中的氧化63

4.1.4 包壳肿胀及破裂64

4.2 堆芯熔化过程66

4.2.1 堆内材料相变69

4.2.2 控制棒及结构材料的熔化和再定位76

4.2.3 燃料棒熔化及再定位77

4.2.4 熔融池中熔融物在下腔室中的再定位81

4.2.5 脆化的堆芯材料在再灌水阶段发生碎裂82

参考文献83

第5章 堆芯碎片床的形成及冷却85

5.1 堆芯碎片床的形成和分类85

5.2 堆芯碎片床的再淹没88

5.3 堆芯碎片床的冷却90

5.4 热斑形成迁徙和消失过程94

5.4.1 碎片床形成实验97

5.4.2 碎片床蒸汽冷却实验98

5.4.3 碎片床水冷却实验103

参考文献105

第6章 蒸汽爆炸108

6.1 蒸汽爆炸过程108

6.1.1 粗混合过程109

6.1.2 蒸汽爆炸触发110

6.1.3 传播过程111

6.1.4 膨胀过程112

6.2 蒸汽爆炸理论研究112

6.2.1 蒸汽爆炸程序112

6.2.2 基本数学物理模型114

6.2.3 熔融物凝固模型116

6.2.4 粗混合阶段碎裂模型118

6.2.5 爆炸膨胀阶段碎裂模型118

6.2.6 粗混合阶段带表面凝固层熔融物颗粒的碎裂准则119

6.2.7 爆炸膨胀阶段带表面凝固层熔融物颗粒的碎裂准则120

6.2.8 求解方法及步骤122

6.3 蒸汽爆炸实验计算分析123

6.3.1 蒸汽爆炸实验123

6.3.2 KS-2粗混合阶段计算验证128

6.3.3 KS-2爆炸膨胀阶段计算验证129

6.4 压力容器外部蒸汽爆炸特性分析130

6.5 蒸汽爆炸二维分析计算135

6.5.1 粗混合阶段二维计算分析136

6.5.2 爆炸阶段二维计算分析139

参考文献144

第7章 堆芯熔融物换热特性及熔融物堆内保持148

7.1 熔融池换热特性148

7.1.1 COPRA实验151

7.1.2 LIVE-L4实验158

7.1.3 LIVE-L4实验快速计算模型162

7.1.4 LIVE-L4实验数值计算模型168

7.2 熔融物堆内保持特性174

7.2.1 熔融池最终包络状态178

7.2.2 IVRASA简介180

7.3 压力容器内窄缝通道换热特性193

7.3.1 矩形窄缝换热特性195

7.3.2 球形窄缝换热特性199

7.3.3 环形窄缝换热特性202

7.4 压力容器外部流动换热特性205

7.4.1 水平面朝下加热传热现象205

7.4.2 半球面朝下加热传热现象207

7.5 纳米流体增强IVR特性212

7.5.1 纳米流体流动沸腾气泡动力学215

7.5.2 纳米流体池式沸腾气泡动力学219

参考文献222

第8章 安全壳内事故过程230

8.1 堆芯熔融物与混凝土反应230

8.1.1 MCCI实验231

8.1.2 MCCI分析程序介绍234

8.2 安全壳直接加热236

8.2.1 安全壳直接加热现象学237

8.2.2 腔室内的现象238

8.2.3 相关法规241

8.3 氢气行为分析241

8.3.1 氢气的产生242

8.3.2 安全壳内氢气分布242

8.3.3 氢气燃烧和爆炸243

8.3.4 氢气缓解措施及管理策略245

8.3.5 氢气爆炸实验246

参考文献248

第9章 事故源项252

9.1 引言252

9.2 裂变产物总量及变化253

9.2.1 裂变产物的产生253

9.2.2 稳定裂变产物的特性255

9.2.3 放射性裂变产物的特性255

9.2.4 燃料中裂变产物的物理化学状态256

9.3 压力容器内裂变产物释放256

9.3.1 裂变气体释放现象256

9.3.2 裂变产物释放实验项目259

9.3.3 计算模型和程序262

9.3.4 裂变产物释放研究的相关结论和发展要求264

9.4 裂变产物在反应堆主冷却系统中的输运265

9.4.1 物理化学效应265

9.4.2 气溶胶物理动力学的基本过程265

9.4.3 粒度分布原理266

9.4.4 反应堆主冷却系统内现象的简介267

9.4.5 反应堆主冷却系统的输运模型275

9.4.6 输运模型的发展方向276

9.5 安全壳旁路276

9.5.1 背景276

9.5.2 现象学277

9.5.3 研究现状280

9.6 压力容器外裂变产物的释放280

9.6.1 现象学281

9.6.2 压力容器外的裂变产物／气溶胶释放实验281

9.6.3 模型和程序283

9.7 安全壳内裂变产物的输运284

9.7.1 现象学284

9.7.2 基本过程建模286

9.7.3 缓解措施291

9.8 放射性核素在大气中的扩散机理293

9.8.1 高斯模式293

9.8.2 拉格朗日粒子模式295

9.9 MIDAC剂量模型299

9.9.1 概述299

9.9.2 厂内剂量率计算（点源法）301

9.9.3 厂内剂量率计算（DCF法）304

9.9.4 厂外剂量率计算306

9.9.5 算例分析310

参考文献312

第10章 严重事故堆芯损伤程度评价320

10.1 引言320

10.1.1 事故过程中堆芯损伤状态321

10.1.2 堆芯损伤评价与应急计划的关系322

10.2 事故过程参数和堆芯损伤程度的关系324

10.2.1 堆芯温度324

10.2.2 压力壳内的水位328

10.2.3 氢产量329

10.2.4 裂变产物释放330

10.2.5 裂变产物的取样分析338

10.2.6 可用于堆芯状态评价参数总结339

10.3 堆芯损伤评价方法340

10.3.1 CDAM简介340

10.3.2 TECDOC-955简介341

10.3.3 SESAME简介342

10.3.4 CDAG简介343

参考文献344

第11章 严重事故管理导则346

11.1 简介346

11.2 SAMG概述348

11.2.1 目标348

11.2.2 原则348

11.2.3 范围349

11.2.4 决策流程349

11.2.5 分析349

11.3 逻辑框架351

11.4 主控室严重事故管理导则352

11.5 TSC严重事故诊断353

11.6 TSC严重事故管理导则357

11.6.1 SAG357

11.6.2 SCG362

11.6.3 SAEG363

11.7 计算辅助364

11.8 SAMG与EOP／EP接口367

11.8.1 EOP／SAMG的接口367

11.8.2 SAMG／EP的接口368

参考文献368

第12章 严重事故分析软件370

12.1 系统性分析程序370

12.2 机理性分析程序371

12.3 单一功能分析程序373

12.4 系统性程序MIDAC的应用实例374

12.4.1 MIDAC程序简介375

12.4.2 反应堆严重事故分析模型378

12.4.3 计算结果及分析381

参考文献389

第13章 严重事故分析热物性391

13.1 二氧化铀及混合氧化物391

13.1.1 熔化温度和熔化潜热391

13.1.2 比定压热容和焓392

13.1.3 热导率392

13.1.4 辐射系数393

13.1.5 热膨胀率和密度393

13.1.6 黏度394

13.2 铀合金394

13.2.1 比定压热容和焓394

13.2.2 热导率395

13.2.3 热膨胀率和密度395

13.3 锆合金396

13.3.1 熔化和相变温度396

13.3.2 比定压热容和焓396

13.3.3 热导率397

13.3.4 热膨胀率和密度398

13.4 锆合金氧化物398

13.4.1 熔化和相变温度398

13.4.2 比定压热容和焓399

13.4.3 热导率400

13.4.4热膨胀率和密度400

13.5 控制棒材料401

13.5.1 熔化温度401

13.5.2 比定压热容和焓401

13.5.3 热导率401

13.5.4 热膨胀率和密度402

13.6 不锈钢氧化物402

13.6.1 比定压热容和焓402

13.6.2 热导率403

13.6.3 热膨胀率和密度403

13.7 中子吸收剂404

13.7.1 熔化温度404

13.7.2 比定压热容和焓404

13.7.3 热导率405

13.7.4 热膨胀率和密度405

13.7.5 表面张力406

13.7.6 黏度406

13.8 镉407

13.8.1 比定压热容407

13.8.2 热导率407

13.8.3 密度407

13.8.4 焓408

13.9 定位格架408

13.9.1 熔化温度408

13.9.2 焓408

13.9.3 热导率409

13.9.4 密度409

13.10 锆铀化合物409

13.10.1 比定压热容和焓409

13.10.2 热导率410

13.10.3 热膨胀率410

13.10.4 Zr-U-O混合物摩擦系数410

13.10.5 Zr-U-O混合物表面张力410

13.10.6 Zr-U-O混合物黏度410

13.10.7 Zr-U-O混合物熔化潜热411

13.10.8 热膨胀系数411

13.11 不凝结气体411

13.11.1 比定压热容411

13.11.2 热导率412

13.11.3 黏度413

参考文献413