Utilizing design phase PRA modelling to verify fulfillment of safety objectives of Fusion Materials Irradiation Facility

Thumbnail Image

Files

master_Immonen_Essi_2020.pdf (6.33 MB)

URL

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

Perustieteiden korkeakoulu | Master's thesis
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.

Authors

Date

2020-08-18

Department

Major/Subject

Engineering Physics

Mcode

SCI3056

Degree programme

Master’s Programme in Engineering Physics

Language

en

Pages

49+5

Series

Abstract

The design of nuclear facilities is tightly regulated to ensure the safety of people and environment. Safety analysis is performed to prove that the design reaches safety objectives set by the regulator. The aim of this work is to develop a process to verify the fulfillment of safety objectives using design phase probabilistic risk analysis, PRA. In this work, safety objectives are defined for non-reactor nuclear facilities, one of which is IFMIF-DONES fusion materials irradiation facility. The fulfillment of the safety objective is studied using a PRA model of the facility. Based on the results reliability allocation to safety systems is discussed. An example of studying the effect of design changes to safety is performed by modelling an accident sequence due to a trip of an electromagnetic pump. Using design phase PRA is found to be beneficial in the early phase of the design. Probabilistic analysis effectively finds the weak links between systems and levels of defence in depth, and is a useful tool in comparison of different design choices and their impact on the risk estimate of the facility.

Ydinlaitosten suunnittelua ohjaa tiukka säätely, jotta ihmisten ja ympäristön turvallisuus voidaan taata. Turvallisuusanalyyseillä osoitetaan valvovalle osapuolelle, että laitoksen suunnittelu täyttää turvallisuustavoitteet. Tämän työn tavoite on kehittää suunnitteluvaiheen todennäköisyyspohjaista riskianalyysiä, PRA:ta, hyödyntävä prosessi, jolla voidaan varmistaa turvallisuusvaatimusten täyttyminen. Tässä työssä määritetään turvallisuustavoitteet ydinlaitoksille, jotka eivät ole ydinvoimalaitoksia. Esimerkkinä käytetään IFMIF-DONES materiaalitutkimuslaitosta. Turvallisuusvaatimusten täyttyminen varmistetaan laitoksen PRA-mallin avulla. Tulosten perusteella pohditaan vaatimustavoitteiden määrittämistä turvajärjestelmille. Esimerkkinä suunnittelumuutoksen analysoinnin vaikutuksesta turvallisuuteen mallinnetaan onnettomuusketju, joka alkaa sähkömagneettisen pumpun vikaantumisesta. Suunnitteluvaiheen PRA:n hyödyntäminen suunnittelun aikasessa vaiheessa todetaan hyödylliseksi. Todennäköisyyspohjaisella mallinnuksella voi tunnistaa haavoittuvaisuuksia systeemien ja syvyyssuuntaisen puolustuksen tasojen välillä. PRA-mallilla voi myös verrata eri suunnitteluratkaisuja ja niiden vaikutusta laitoksen riskiarvioon.

Description

Supervisor

Leppänen, Jaakko

Thesis advisor

Helminen, Atte

Keywords

probabilistic risk assessment, design phase, safety objective, fusion materials irradiation facility

Other note

Citation

Permanent link to this item

https://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-202008234965

Collections

[dipl] Perustieteiden korkeakoulu / SCI