核电站物理安全有助于降低核电站的成本

在当前能源格局中，核电站作为美国最大的无碳能源来源，其运营和维护成本高企成为一大挑战。面对天然气等能源的竞争和低电价压力，部分核电站因经济原因被迫关闭。为缓解这一困境，降低核电站运营成本，特别是物理安全相关费用，成为关键突破口。

在能源部轻水反应堆可持续性(LWRS)计划的支持下，爱达荷国家实验室(INL)与桑迪亚国家实验室携手合作，正开发创新工具，旨在提升全国核电站的安全、经济性及长期运行能力。这些工具通过建模和仿真技术，帮助核电站以风险知情方法优化安全态势，同时降低运营成本。

INL的研究团队成功开发了能够评估并优化核电站物理安全态势的建模和仿真功能。这些功能不仅使现有核电站能够高效部署额外安全功能或更新操作程序，还使公用事业公司能更精准地规划未来投资，解决物理安全的监管难题。通过整合安全与保障措施，核电站有望进一步节省成本。

“我们的研究重点在于利用建模和模拟技术，帮助物理安全专家高效、有效地评估并优化其安全态势，”INL的Vaibhav Yadav研究员表示。

为更好地集成多种安全软件工具，INL研究人员还开发了名为“使用链接图的事件建模风险评估”(EMRALD)的软件框架。该框架不仅模拟攻击场景，还评估预防性安全程序的有效性，并利用热工水力工具分析攻击可能导致的后果。结合动态EMRALD框架(MASS-DEF)，核电站操作员能够精确评估降低堆芯损坏概率的应急措施效果。

INL的研究已证明，通过EMRALD框架优化物理安全布局，如防弹外壳和瞭望塔的位置，可显著提升现有核电站的安全效率。此外，研究还探索了利用多样化和灵活缓解(FLEX)策略等现有安全功能增强物理安全性的可能性，展示了在应对攻击时保持核电站安全的潜力。

对于未来的小型先进反应堆，物理安全建模和仿真同样具有重要意义。在规划阶段，这些工具可帮助开发人员设计出成本效益高且安全性能佳的物理安全系统，适应不同应用场景的需求。建模和仿真工作还揭示了一个重要发现：核电站抵御攻击的能力往往超出预期，通过客观评估可进一步优化其安全态势，实现成本与性能的双重提升。