国家标准计划《压水堆核电厂反应堆堆腔辐射漏束屏蔽设计分析》由 TC58（全国核能标准化技术委员会）归口，TC58SC2（全国核能标准化技术委员会辐射防护分会）执行 ，主管部门为国家标准委。

主要起草单位 上海核工程研究设计院股份有限公司 、生态环境部核与辐射安全中心 、中国核动力研究设计院 、中广核研究院有限公司 、中国核电工程有限公司 、深圳中广核工程设计有限公司 。

基于我国“双碳”目标，在生态文明建设指引下，我国核能事业快速发展，核电规模日趋壮大，而核安全法的实施，进一步说明了国家对核能安全的重视达到了全所未有的高度。

在法治体系建设的基础上，核能核电发展的法规标准给行业发展提供了安全保障。

堆腔辐射漏束设计分析，是保障核电厂安全运行，人员、设备和环境辐照安全的重要内容，而目前尚未有权威统一的堆腔辐射漏束屏蔽设计分析标准，服务于核电企业的国内建设与国际发展。

1、反应堆堆腔辐射漏束屏蔽设计分析是压水堆核电厂反应堆厂房屏蔽设计的核心关键内容，是核电厂辐射安全的重要保障。

正常满功率运行时，核电厂反应堆堆芯具有极强的放射性，需要通过反应堆一次侧屏蔽设计降低到达压力容器及其以外区域的辐射水平。

通常反应堆一次侧屏蔽由围绕堆芯的堆内构件、水隙、压力容器(RPV)以及混凝土结构等部件组成。

由于反应堆堆腔需要考虑通风和事故后卸压等，所以RPV与一次屏蔽墙之间需要留有一定的堆腔空间，设置冷却通风和事故泄压通道等。

穿出RPV的中子和γ射线经由通风和泄压通道形成堆腔辐射漏束，泄漏至上部堆腔和下部堆腔相关区域，再经由结构间隙以及人员通道等到达反应堆厂房各区域，形成中子及γ射线辐射场。

所形成的辐射场，一方面会限制人员进入和增加设备受照剂量，另一方面会导致周围结构材料活化，限制设备维护和增加放射性废物量。

因此，通过合理的堆腔辐射漏束屏蔽设计，控制堆腔辐射漏束导致的辐射场是核电厂反应堆厂房屏蔽设计的核心关键，对保证核电厂人员、设备和环境的辐射安全，提高核电厂的经济性具有非常重要的作用。

2、反应堆堆腔辐射漏束屏蔽设计分析技术复杂度高，一直是压水堆核电厂辐射屏蔽设计的技术瓶颈，依托于国家重大专项等科研项目，及国和一号、华龙一号等三代核电国家重大工程的验证，我国在该技术上实现了由跟跑、并跑到领跑，具备了制定国家标准的能力和基础，并将是我国核能领域在该技术方向制定国际标准的重要潜在方向。

目前针对核电厂屏蔽设计已经形成了较为完善的法规标准体系，但由于压水堆核电厂堆腔辐射漏束屏蔽设计分析存在以下特点，是典型的大尺度复杂几何结构深穿透计算问题，目前国内外还没有建立相关的法规标准。

1)放射源复杂：复杂的堆芯中子源及光子源分布； 2)漏束途径及几何结构复杂：由于冷却通风和事故泄压的需求，导致存在多条漏束通道且沿途多为不规则的复杂几何结构； 3)计算尺度大：反应堆厂房内关键区域，剂量水平衰减尺度达到甚至超过10个量级； 4)对计算方法和工具要求高：只有大尺度辐射场仿真技术，才可实现堆腔辐射漏束的精确设计分析。

传统的二代压水堆核电厂堆腔辐射漏束屏蔽设计分析，因为厂房空间较大，在安全审评过程中堆腔辐射漏束屏蔽设计分析考虑充分的保守裕量并结合实际工程经验进行设计及审评。

随着社会的发展、核电技术的发展，与传统的二代电厂相比，三代压水堆核电厂反应堆厂房空间布置更加紧凑，这加大了堆腔辐射漏束屏蔽设计难度。

同时，为降低设备辐照鉴定代价、控制设备材料活化水平、降低集体剂量并提高人员可达性，三代压水堆核电厂对功率运行期间反应堆厂房内的维修平台、运行平台等区域的辐射剂量水平更加严格，这也对堆腔辐射漏束屏蔽设计计算分析的精确度、辐射安全分析的可靠性提出了更高的要求。

为此，在国家重大专项等科研项目中开展了堆腔辐射漏束相关技术的研发，并在国和一号、华龙一号等工程中进行了验证及应用。

多年来，在世界范围内堆腔辐射漏束屏蔽设计分析一直是屏蔽设计研究的热点，特别是在过去十年间，伴随着三代核电技术的发展，堆腔辐射漏束屏蔽设计方法处于一个蓬勃发展和验证的时期。

堆腔辐射漏束屏蔽设计分析技术过去多以技术论文、科研成果的形式呈现，现有的国标、能标及行标等标准体系中，包括国际标准，尚未对堆腔辐射漏束屏蔽设计分析进行针对性规范，堆腔辐射漏束计算的方法、区域、设计输入数据和计算结果等无详细和统一的要求，为了保证堆腔辐射漏束屏蔽设计的正确性、合理性、全面系统性，根据目前标准体系建设规划，有必要新制定压水堆核电厂反应堆堆腔辐射漏束屏蔽设计分析相关标准，指导并规范堆腔辐射漏束屏蔽设计分析。

纵观堆腔辐射漏束屏蔽设计分析技术的发展历程，经过五十多年的发展、历经二代、三代多机组多型号的工程实践。

目前，我国已全面并深入地掌握了堆腔辐射漏束屏蔽设计分析技术，并在多个秦山一厂、AP1000型核电厂等工程中得到了验证，该技术也实现了由跟跑、并跑到领跑，具备了制定该技术领域国家标准的能力和基础。

该标准的制定将进一步健全国内辐射安全领域的标准体系，对保证核电厂人员、设备和环境的辐射安全具有重要的价值，并且该技术具备冲刺国际标准制定的基础和能力，将是我国核能领域部署国际标准的重要潜在方向。

本文件主要规定了压水堆核电厂反应堆堆腔辐射漏束屏蔽设计分析适用的方法、计算范围、设计输入参数和结果分析的要求，适用于压水堆核电厂反应堆堆腔辐射漏束屏蔽分析。章节结构主要包括范围、规范性引用文件、术语和定义、堆腔辐射漏束屏蔽设计通用性要求、堆腔辐射漏束屏蔽设计计算方法要求、计算范围及输入数据要求、计算结果及不确定分析要求、附录A（给出了压水堆核电厂反应堆堆腔辐射漏束屏蔽设计分析示例介绍）、附录B（给出了蒙特卡罗输运计算减方差方法介绍）、附录C（给出了离散纵标-蒙特卡罗分段续算计算方法介绍）、附录D（给出了基于离散纵标产生减方差参数的蒙特卡罗输运计算方法介绍）、附录E（给出了计算方法的验证方法介绍）、附录F（给出了反应堆堆腔辐射漏束计算的不确定性分析方法介绍）。核心章节内容如下： 1.堆腔辐射漏束屏蔽设计通用性要求 明确了压水堆核电厂堆腔辐射漏束屏蔽设计及分析的通用性要求，包括：核电厂屏蔽设计中应结合反应堆堆芯设计、堆外设备及厂房结构设计、反应堆厂房屏蔽设计，根据粒子输运特性对由于堆腔辐射漏束导致的反应堆厂房内重要区域的辐射水平进行理论设计分析，分析区域应包括反应堆堆腔、反应堆厂房内人员可达区域、重要设备布置区域以及需要关注的特定区域；明确核电厂屏蔽设计需要考虑堆腔辐射漏束的设计阶段、工况；明确了屏蔽材料选取、贯穿漏束的考虑等通用性的要求。 附录A以CAP1400核电厂为例介绍了堆腔辐射漏束屏蔽设计分析的主要漏束途径及屏蔽设计的通用性考虑。 2. 计算方法和截面要求 2.1 压水堆核电厂反应堆堆腔辐射漏束屏蔽设计分析应采用当前较为成熟且经工程验证可用的屏蔽计算方法，并应证明该计算方法可适用于大尺寸复杂几何中子和光子耦合的输运计算，推荐可采用蒙特卡罗输运计算方法、离散纵标-蒙特卡罗耦合输运计算方法。 2.2 可采用蒙特卡罗输运计算方法进行压水堆核电厂反应堆堆腔辐射漏束屏蔽设计分析，应使用三维蒙特卡罗输运计算程序来计算，可采用适当的减方差技巧和方法，包括：基于蒙特卡罗通用减方差方法、基于蒙特卡罗面源续算的减方差方法、基于蒙特卡罗正向输运计算的减方差方法、基于蒙特卡罗共轭输运计算的减方差方法。 附录B以资料性附录的形式给出了蒙特卡罗输运计算减方差方法介绍 2.3可采用离散纵标-蒙特卡罗耦合输运计算方法进行压水堆核电厂反应堆堆腔辐射漏束屏蔽设计分析，可使用二维离散纵标程序-三维蒙特卡罗程序耦合或三维离散纵标程序-三维蒙特卡罗程序耦合，包括：离散纵标-蒙特卡罗分段续算计算方法及基于离散纵标产生减方差参数的蒙特卡罗输运计算方法等。明确了离散纵标-蒙特卡罗分段续算计算方法、基于离散纵标产生减方差参数的蒙特卡罗输运计算方法的计算要求，包括边界条件的选取、离散纵标方法计算参数（网格划分大小、离散方向数目、能群结构）、减方差参数（例如，权窗参数、源偏倚参数等）等。 附录C以资料性附录的形式给出了离散纵标-蒙特卡罗分段续算计算方法介绍。附录D以资料性附录的形式给出了基于离散纵标产生减方差参数的蒙特卡罗输运计算方法介绍。 2.4 截面要求 明确了反应堆堆腔辐射漏束计算所采用截面的要求，包括核评价数据库、多群截面库及应考虑截面数据变化情况或截面库制作过程中的不确定度等。 2.5 计算方法验证要求 明确了反应堆堆腔辐射漏束计算方法应通过与基准题或实际工程的测量和计算进行比较来确认。 附录E给以资料性附录的形式给出了计算方法的验证方法介绍。 3 计算范围及输入数据要求 3.1 计算范围 明确了压水堆核电厂堆腔辐射漏束屏蔽设计分析应评价影响目标区域的所有潜在堆腔辐射漏束途径的影响。需考虑的堆腔漏束途径包括但不限于：从压力容器泄漏到堆腔的中子和射线，经轴向泄漏至底部堆腔，进而沿底部堆腔房间通道泄漏至反应堆厂房其他区域经轴向泄漏至上部堆腔，经由压力容器顶盖区域与一次屏蔽墙之间间隙至换料腔，进而泄漏至反应堆厂房其他区域；经轴向泄漏至上部堆腔，经由一次屏蔽墙贯穿件（例如主管道贯穿一次屏蔽），进而泄漏至反应堆厂房其他区域。 3.2 输入数据要求 明确了压水堆核电厂堆腔辐射漏束屏蔽设计分析设计输入的要求，包括：应考虑的设备部件、几何结构简化近似要求、材料输入数据要求、堆芯放射源要求等。 4 计算结果及不确定分析要求 4.1 计算结果要求 明确了压水堆核电厂堆腔辐射漏束屏蔽设计分析计算结果处理的要求。 4.2 计算结果不确定分析要求 明确了反应堆堆腔辐射漏束辐射水平计算应选择适合的输运计算的方法，并正确估计计算结果的不确定性。不确定性分析包括以下三个方面：计算方法的不确定性分析、截面的不确定性分析，设计输入和计算模型的不确定性分析，计算结果处理的不确定性分析。 附录F以资料性附录的形式给出了反应堆堆腔辐射漏束计算的不确定性分析方法介绍。