是利用多道屏障的方式防止其泄漏,只要能确保任何一道屏障完好,就可以避免放射性物质泄漏。
第一道屏障是燃料元件包壳。轻水堆核燃料采用低富集度二氧化铀,将其烧结成芯块。叠装在锆合金包壳管内,两端用端塞封焊住。裂变产物有固态的,也有气态的,它们中的绝大部分容纳在二氧化铀芯块内,只有气态裂变产物能部分地扩散出芯块,进入芯块和包壳之间的间隙内。
第二道屏障是将反应堆冷却剂全部包容在内的一回路压力边界。压力边界的形式与反应堆类型、冷却剂特性以及其他设计考虑有关。压水堆一回路压力边界由反应堆容器和堆外冷却剂环路组成,包括蒸汽发生器传热管、泵、稳压器和连接管道。压力容器通常由20厘米左右壁厚的不锈钢做成,可以承受一百多个大气压的压力,避免放射性物质释放出去。为确保第二道屏障的严密性和完整性,防止带有放射性的冷却剂漏出,除了设计时在结构强度上留有足够的裕量外,还必须对屏障材料的选择、制造和运行给以极大注意。
第三道屏障是安全壳,即一回路厂房。它将反应堆、冷却剂系统的主要设备(包括一些辅助设备)和主管道包容在内。当事故(如失水事故、地震)发生时,它能阻止从一回路系统外逸的裂变产物泄漏到环境中去,是确保核电厂周围居民安全的最后一道防线。安全壳也可保护重要设备免遭外来袭击(如飞机坠落)的破坏。对安全壳的密封有严格要求,如果在失水事故后24小时内安全壳总的泄漏率小于0.3%安全壳内所含气体的质量,则认为达到要求。为此,在结构强度上应留有足够的裕量,以便能经受住冷却剂管道大破裂时压力和温度的变化,阻止放射性物质的大量外逸。它还要设计得能够定期进行泄漏检查,以便验证安全壳及其贯穿件的密封性。
可见,核电站在确保包容放射性物质方面做了非常周到的考虑,利用多道屏障的方式防止其泄漏,只要能确保任何一道屏障完好,就可以避免放射性物质泄漏。