近期，中國科學院合肥物質院核能安全所科研人員在聚變裝置概率安全評價及其應用研究中取得系列進展，相關研究成果先后發表在國際核科學技術領域權威期刊Nuclear Materials and Energy和Annals of Nuclear Energy上。

　　聚變堆的概率安全評價（PSA）是評估聚變裝置安全性的重要手段之一，但目前僅針對聚變堆的相關系統進行了RAMI（可靠性、可用性、可維修性、以及可檢測性）分析，缺乏總體上的PSA。針對該問題，中國科學院合肥物質院核能安全所科研人員提出了一種基于PSA與RAMI的安全評價方法，并以國際熱核聚變實驗堆為參考對象，建立了聚變堆典型的始發事件——真空室內破口（In-vessel LOCA）事故的事件樹模型、典型安全系統——真空室內超壓保護系統(VVPSS)的故障樹模型，評估出了VVPSS任務時間內的不可靠度和不可用度、以及由In-vessel LOCA引起的聚變堆早期大規模放射性物質釋放頻率（LERF）等。上述研究工作對聚變堆的PSA進行了初步探索，打破了PSA與RAMI之間的壁壘，為聚變堆后期全面的PSA提供參考。相關研究成果發表在國際核科學技術領域權威期刊Nuclear Materials and Energy上。 

　　物項安全分級和可靠性指標分配直接關系著聚變堆的安全性與經濟性，基于上文中的聚變堆PSA模型，科研人員繼續開展了聚變堆物項安全分級和可靠性指標分配方法研究。針對目前聚變堆物項安全分級過于保守的問題，科研人員提出了一種基于PSA的物項安全分級方法，該方法從概率的角度對物項的安全等級進行進一步劃分，為聚變堆的安全性和經濟性的提升提供了新思路。針對聚變堆的可靠性指標分配缺乏統籌考慮的問題，科研人員提出了一種基于PSA的可靠性指標分配方法，該方法采用從總體到系統、再到部件的方式對可靠性指標進行了分配，系統地考慮了聚變堆的可靠性指標分配，為聚變堆安全性和經濟性的提升提供參考方法。此外，基于上述PSA、物項安全分級、以及可靠性指標分配的研究工作，科研人員提出一種針對聚變堆PSA、物項安全分級、以及可靠性指標分配的多目標優化框架，研究結果顯示該框架可以為聚變堆的安全性與經濟性的進一步提升提供參考方案。相關研究成果發表在另一國際學術期刊Annals of Nuclear Energy上。 

　　上述論文的第一作者為博士后孫明，通訊作者為戈道川副研究員，導師為郁杰研究員和李桃生研究員。相關研究工作得到了國家自然科學基金項目的資助和支持。 

　　文章鏈接：https://doi.org/10.1016/j.anucene.2023.109962 

　　文章鏈接：https://doi.org/10.1016/j.nme.2023.101391 

 

圖1 In-vessel LOCA事故的事件樹模型

圖2 面向聚變堆PSA及其應用的多目標優化框架