地震引发暂存库中核废物桶破损分布式光纤在线感知及灾害定位研究

With the operation and decommissioning of nuclear facilities, a large number of nuclear waste barrels have been putting into the temporary repository. The sluggishness of disposal sites’ construction in our country leds the over-age service of temporary storage, especially in the Longmenshan fault zone in China. There are many nuclear facilities distributed in that area where earthquake activity and geological disasters may occur frequently， furthermore， temporary storage capacity is not strong enough to be earthquake proof (according to GB14589-1993). Therefore, the primary task is to ensure that the waste can be safely handled during storage and final disposal in the temporary repository. . In this project, the damage or rupture monitoring under the influence of seismic activity will be studied in the case of nuclear waste barrels in the temporary repository of the southwestern region, including an on-line sensing method based on the full distributed fiber optic sensing of nuclear waste bucket damage or rupture. A Rapid Location Method Based on Brillouin optical time-domain reflectometer (BOTDR) Technique. And the disaster initiation model based on event-driven theory. The temperature field monitoring system and disaster rapid positioning system will be established to detect the parameter and factor of nuclear waste under the influence of seismic activity in the stress field.. The research results not only provide technical support and safety assessment for the nuclear waste disposal and facilities in our country, but also have a prosperous application prospects.

伴随着核设施的运行和退役，大量整备后的核废物桶进入核废物暂存库。当前我国处置场建设滞后导致部分暂存库超期服役，尤其是在我国的龙门山断裂带地区，地震活动频繁，地质灾害频发，分布众多核设施，而暂存库抗震能力不强（据GB14589-1993），其受到地震的潜在威胁始终存在，使得安全成为暂存库的头号问题。本项目以西南地区暂存库中核废物桶为对象，研究其在地震活动影响下的破损/破裂监测问题，包括：基于全分布式光纤传感的核废物桶破损/破裂在线感知方法研究、基于布里渊散射（BOTDR）技术的灾害快速定位方法以及基于事件驱动理论的灾害启动模型研究。建立核废物暂存库在地震活动影响下的应力场、温度场监测系统，以及灾害快速定位系统。研究成果能为我国震区核废料处置及其他核设施安全评估提供技术支撑，应用前景广阔。

伴随着核设施的运行和退役，大量整备后的核废物桶进入核废物暂存库。我国龙门山断裂带地区，地震活动频繁，地质灾害频发，分布众多核设施，而暂存库抗震能力不强（据GB14589-1993），其受到地震的潜在威胁始终存在，使得安全成为暂存库的头号问题。本项目以西南地区暂存库中核废物桶为对象，研究其在地震活动影响下的破损/破裂监测问题，包括：基于全分布式光纤传感的核废物桶破损/破裂在线感知方法研究、基于分布式光纤传感技术的灾害快速定位方法以及基于事件驱动理论的灾害启动模型研究。项目围绕基于分布式光纤传感的核废物桶破损/破裂在线监测与感知关键技术开展了研究，在光纤传感信号降噪方法和核废物桶灾害定位方法上取得了重要结果，包括：提出了基于二分奇异值分解的光纤传感信号降噪方法用于抑制随机噪声，提升了分布式光纤传感系统测量的准确性，进而提高了基于分布式光纤传感的核废物桶破损/破裂在线监测技术的可靠性；提出了基于主成分分析方法辅助分布式光纤传感的核废物桶温度异常事件定位方法用于准确定位核废物桶出现的温度异常事件，实现了核废物桶灾害前兆异常事件的准确定位；研发建立了基于分布式光纤传感的核废物桶破裂在线感知系统及灾害定位模拟装置，用于验证项目研究中提出的光纤传感信号降噪算法和核废物桶异常事件定位方法的有效性，以及为后期现场实验和应用打下了基础。上述研究成果能为我国震区核废料处置及其他核设施安全评估提供技术支撑，应用前景广阔。