2.9. Требования к упаковкам типа B(U)

2.9.1-С1. Концепция упаковки типа B(U) заключается в том, что она способна противостоять наиболее серьезным аварийным условиям при перевозке без потери системы герметизации или увеличения уровня внешнего излучения в такой степени, чтобы вызывать угрозу населению или лицам, привлеченным к спасательным операциям и очистке. Ей следует быть безопасно восстанавливаемой (см. пп. 510 и 511 Правил МАГАТЭ-96), но она не обязательно должна быть способна для последующего использования (п. 650.1 TS-G-1.1).

2.9.1-С3. В соответствии с Правилами для упаковок типа B(U) при международных перевозках требуется только утверждение их конструкции компетентным органом страны происхождения (разработчика) упаковки. Для упаковок типа B(M) требуется утверждение компетентными органами всех стран, участвующих в перевозках. Это различие должно учитываться при разработке упаковок для международных перевозок.

2.9.1-С4. Для внутрироссийских перевозок процедуры согласования и утверждения конструкций упаковок типа B(U) и типа B(M) не различаются. Выбор заказчиком (разработчиком) типа упаковок определяется по всей совокупности технико-экономических факторов. В некоторых случаях выгоднее увеличивать эксплуатационные расходы и использовать упаковки типа B(M), чем разрабатывать более дорогую конструкцию упаковки типа B(U).

2.9.2-С1. В конструкции упаковок максимальные уровни излучения устанавливаются как для поверхностей (пп. 5.3.3 и 5.3.4 НП-53-04 и пп. 531 и 532 Правил МАГАТЭ-96), так и на расстоянии 1 м от поверхности (как определено в пп. 5.3.2 Правил НП-53-04 и пп. 530 и 526 Правил МАГАТЭ-96). После выполнения испытаний для аварийных условий допускается увеличение уровня излучения при условии, что предел 10 мЗв/ч на расстоянии 1 м от поверхности не превышается, если упаковка содержит максимально допустимое количество активности (п. 656.13 TS-G-1.1).

2.9.2-С2. В отношении предела уровня излучения и расстояния 1 м см. также Приложение I к настоящему Руководству.

2.9.2-С3. Когда для упаковки типа B(U) необходима защита, она может состоять из ряда материалов, отдельные из которых могут быть потеряны в процессе испытаний на аварийные условия. Это приемлемо при условии, что оставшейся защиты достаточно для обеспечения уровня излучения на расстоянии 1 м от "новой" (после испытания) поверхности не более чем 10 мЗв/ч (п. 656.14 TS-G-1.1).

2.9.2-С4. Демонстрация соответствия приемочному критерию не более чем 10 мЗв/ч на расстоянии 1 м от поверхности упаковки типа B(U) после испытаний может быть проведена несколькими способами: расчетами, испытаниями на моделях, частях или компонентах упаковки, испытаниями на прототипах и т.п. или путем их комбинации. При проверке соблюдения следует уделять внимание возможным локальным повышенным уровням излучения, проходящего через трещины или зазоры, которые могут появляться как дефект конструкции или изготовления или возникать в процессе испытаний в результате механических или термических напряжений, особенно в дренажах, клапанах и крышках (п. 656.15 TS-G-1.1).

2.9.2-С5. Когда проверка соблюдения Правил основана на полномасштабном испытании, оценка потери защиты может быть сделана путем установки подходящего радиоактивного источника в образец и мониторинга всей внешней поверхности с помощью соответствующего детектора, например, фотопленки, проб Гейгера-Мюллера или сцинтилляционных образцов. Для толстостенной защиты обычно применяется сцинтилляционный образец, например NaI, активизированный таллием, небольшого диаметра (около 50 мм), потому что он допускает использование низкоактивных источников (типичный из них Co-60) и его высокая чувствительность и небольшой эффективный диаметр позволяют легко и эффективно обнаруживать повышенные локальные уровни излучения. Если измерения сделаны около поверхности упаковочного комплекта, следует уделять внимание обеспечению правильного измерения (см. п. 233.5 TS-G-1.1 или справку 2.9.2-С6 настоящего Руководства) уровня излучения и усреднению результатов (см. п. 233.6 TS-G-1.1 или справку 2.9.2-С7 настоящего Руководства). Понадобятся и расчеты, чтобы привести измеренный уровень излучения к условиям на расстоянии 1 м от наружной поверхности упаковки. Наконец, если радиоактивное содержимое, для которого разработана упаковка, не используется в испытании, будут необходимы дальнейшие расчеты для пересчета измеренного уровня на тот, который имел бы место в случае использования в испытании содержимого конструкции упаковки (п. 656.16 TS-G-1.1).

2.9.2-С6. Правила требуют, чтобы на поверхностях упаковок и транспортных пакетов не превышались установленные уровни излучения. В большинстве случаев измерение, выполняемое с помощью ручного прибора, удерживаемого на поверхности упаковки, определяет значения на некотором расстоянии от поверхности из-за размеров самого детектора. Для измерения уровня излучения следует использовать (по возможности) прибор, размеры которого малы по сравнению с размерами упаковки или транспортного пакета. Относительно большие по сравнению с размерами упаковки приборы не следует использовать для измерения, так как они могут приводить к занижению измеренных значений уровня излучения. Там, где расстояние от источника до измерительного прибора велико по сравнению с объемом детектора (например, в 5 раз больше), влияние размера детектора незначительно и им можно пренебрегать; в противном случае следует использовать величины, приведенные в таблице справки 38-С6 настоящего Руководства для корректировки измеренных значений. Для радиографических устройств, где расстояние от источника до поверхности сохраняется минимальным, этим эффектом пренебрегать нельзя, и следует делать поправку на объем детектора (п. 233.5 TS-G-1.1).

2.9.2-С7. См. справку 38-С7 настоящего Руководства.

2.9.2-С8. Использование свинца в качестве защитного материала требует особого внимания. Свинец имеет низкую температуру плавления и высокий коэффициент расширения, поэтому его следует защищать от воздействия теплового испытания. Если он содержится в относительно тонкой стальной оболочке, которая может быть пробита в процессе механических испытаний на удар, и если свинец расплавится при пожаре, он может выходить из упаковки. Также из-за своего высокого коэффициента расширения свинец может порвать оболочку в ходе тепловых испытаний и быть потерян. В обоих случаях после теплового испытания может возникать чрезмерно повышенный уровень излучения. Чтобы преодолеть проблему расширения, можно оставлять свободные объемы, позволяющие свинцу расширяться, однако следует признать, что при охлаждении свинца появляется пустота, положение которой будет трудно определять. Следующая проблема состоит в том, что свинец не всегда плавится однородно вследствие неоднородности конструкции упаковочного комплекта и внешних условий горения. При этом локальное расширение свинца может приводить к повреждению оболочки и соответствующей его утечке и, следовательно, к снижению защитной способности упаковки (п. 656.17 TS-G-1.1).

2.9.2-С9. Дополнительное руководство по испытанию целостности радиационной защиты можно найти в [53 - 58] (п. 656.18 TS-G-1.1).

2.9.3-С1. Испытания на нормальные и аварийные условия перевозки в соответствии с Правилами не охватывают все возможные воздействия на упаковку в реальных условиях перевозки. Упаковки при испытаниях на падение не имитируют нагрузки на участки поверхности упаковки, характерные при качении и скольжении упаковки в реальной аварии. Такие нагрузки могут значительно повредить наружную тепловую защиту. Поверхность упаковки может быть повреждена также и при отсутствии аварий (например, при неаккуратном обращении, трении о систему раскрепления и др.).

2.9.3-С2. Следует учитывать возможные повреждения как всей тепловой защиты, так и отдельных ее частей. Также следует принимать во внимание эффекты старения, температурные изменения свойств, взаимодействия с влагой и другие условия.

2.9.3-С3. Учитываемые при проектировании реальные воздействия на тепловую защиту упаковки в условиях перевозок согласуются с ГКО и органами государственного регулирования безопасности.

2.9.3-С4. Хотя требование данного пункта НП-053-04 (п. 637 МАГАТЭ-96), предназначенное для упаковок типа A, нацелено на охват большинства условий, которые могут вызывать разрушение упаковочного комплекта, для упаковок типа B(U) требуется дополнительный анализ температур элементов упаковочного комплекта применительно к конкретной конструкции. В основном это предусматривается потому, что упаковки типа B(U) могут быть разработаны для содержимого, которое выделяет значительное количество тепла, и температуры компонентов в такой упаковке могут превышатьтъ 70 °C, как указано в требовании для упаковок типа A. Цель задания конкретной температуры окружающей среды 38 °C для конструкции состоит в том, чтобы гарантировать, что разработчик правильно оценивает температуры компонентов упаковки и учитывает влияние этих температур на геометрию, защиту, работоспособность, коррозию и температуру поверхности. Кроме того, требование о возможности упаковки находиться в течение недели необслуживаемой при температуре 38 °C и под воздействием солнечных лучей направлено на то, чтобы гарантировать, что упаковка будет находиться в равновесном или близком к нему состоянии и в этом состоянии будет способна выдерживать условия нормальной перевозки, демонстрируемые испытаниями по пп. 719 - 724 Правил МАГАТЭ-96, без потери содержимого или снижения радиационной защиты (п. 651.1 TS-G-1.1).

2.9.3-С5. Оценка температурных условий окружающей среды должна принимать во внимание тепло, генерируемое содержимым, которое может быть таким, что максимальная температура некоторых компонентов упаковки значительно превышает максимум 70 °C, установленный для конструкций упаковок типа A (п. 651.2 TS-G-1.1).

2.9.3-С6. См. также пп. 637.1 TS-G-1.1 (2.8.5-C2), 652.1 (2.9.10-С1), 652.2 TS-G-1.1 (2.9.10-С2), 654.1 - 654.9 TS-G-1.1 (2.9.11-С2 - 2.9.11-С10), 664.1 - 664.3 TS-G-1.1 (2.9.11-С11 - 2.9.11-С13 настоящего Руководства) и приложение VI (Приложение III к настоящему Руководству) (п. 651.3 TS-G-1.1).

2.9.3-С7. Для определения внутренней и внешней температур упаковки при нормальных условиях могут быть использованы практические испытания с имитированием электрическим источником тепла тепловыделения радиоактивного распада содержимого. Следовательно, источник тепла может быть управляемым и измеряемым. Такие испытания следует выполнять в однородной и стабильной тепловой среде (относительно постоянная температура окружающей среды, отсутствие движения воздуха и минимальный подвод тепла от внешних источников, таких как солнечный свет). Упаковку с ее источником тепла следует подвергать испытаниям в течение времени, достаточного для установления постоянных значений интересующих температур. Температуру окружающей среды и внутренний источник тепла в испытании следует измерять и использовать для линейной коррекции всех измеренных температур упаковки и приведения их к значениям, соответствующим температуре окружающей среды 38 °C (п. 651.4 TS-G-1.1).

2.9.3-С8. Для испытаний, выполняемых в неконтролируемых средах (например, на открытом воздухе), колебания условий окружающей среды (например, суточные) могут сделать невозможным достижение постоянных стационарных температур. В таких случаях следует измерять периодические квазистационарные температуры (как для окружающей среды, так и для упаковки), допуская корреляции, которые необходимо делать между усредненными температурами окружающей среды и упаковки. Эти результаты вместе с данными о внутреннем источнике тепла могут быть использованы для предсказания температур упаковки, соответствующих температуре окружающей среды 38 °C (п. 651.5 TS-G-1.1).

2.9.4-С1. В общем случае покрытия для тепловой защиты делятся на две группы: подвергаемые химическим изменениям под воздействием тепла (например, абляционные и вспучивающиеся материалы) и обеспечивающие фиксированный изоляционный барьер (включая керамические материалы) (п. 655.1 TS-G-1.1).

2.9.4-С2. Обе группы подвержены механическим повреждениям. Материалы абляционного и вспучивающегося типа, как правило, мягкие и могут быть повреждены скольжением по грубым поверхностям (таким как бетон или гравий) или перемещением по ним жестких объектов. Керамические же материалы очень жесткие, но обычно хрупкие и не в состоянии выдерживать удар, не трескаясь и не ломаясь (п. 655.2 TS-G-1.1).

2.9.4-С3. Обычно происходящие инциденты, которые могли бы вызывать повреждение материалов тепловой защиты, включают: относительное перемещение между упаковками и контактными поверхностями транспортного средства в процессе перевозки; пробуксовку по гравийной дороге; соскальзывание по поврежденному рельсовому пути или по краю металлического предмета; подъем и опускание упаковок с зацеплением головок болтов соседних конструкций или оборудования; удары других упаковок (не обязательно содержащих РМ) в процессе складирования или транспортирования и многие другие ситуации, которые не входят в условия испытаний, требуемых в пп. 722 - 727 Правил МАГАТЭ-96. Упаковки, испытываемые простым падением, не получают повреждений поверхности, репрезентативных с позиции перекатывающих и скользящих движений, т.е. видов движения, обычно связанных с авариями транспортных средств, и упаковки, испытываемые впоследствии на тепловое воздействие, могут иметь покрытие, которое при аварии возможно было повреждено (п. 655.3 TS-G-1.1).

2.9.4-С4. Повреждение тепловой защиты может уменьшать его эффективность, по крайней мере, над частью поверхности. Разработчику упаковки следует оценивать влияние повреждений такого типа (п. 655.4 TS-G-1.1).

2.9.4-С5. Эффекты старения и воздействия условий окружающей среды на защитные материалы необходимо учитывать. Свойства некоторых материалов изменяются со временем от воздействия температуры, влажности или других условий (п. 655.5 TS-G-1.1).

2.9.4-С6. Покрытие может быть защищено применением дополнительных направляющих (салазок) или буферов, предотвращающих скользящее или истирающее воздействие на материал. Прочный внешний кожух из металла или транспортный пакет может обеспечивать хорошую защиту, но может и изменять тепловые характеристики упаковки. Наружная поверхность упаковки может быть сконструирована так, чтобы тепловая защита была положена в углублениях (п. 655.6 TS-G-1.1).

2.9.4-С7. С согласия компетентного органа могут быть проведены тепловые испытания с произвольным повреждением тепловой защиты для демонстрации эффективности поврежденной тепловой защиты, если можно показывать, что полученные повреждения будут консервативны в отношении результатов испытаний (п. 655.7 TS-G-1.1).

2.9.5-С1. Концепция установления норм по герметичности для упаковок с большим радиоактивным источником в единицах выхода активности при определенных условиях испытаний впервые введена в издание Правил МАГАТЭ 1967 г. (п. 656.1 TS-G-1.1).

2.9.5-С10. Рассчитанная допустимая утечка радиоактивной жидкости или газа может быть затем преобразована в эквивалентную утечку газа в испытании при определенных условиях с учетом давления, температуры и вязкости посредством уравнений для ламинарных и (или) молекулярных условий потока, примеры которых даны в Американском национальном стандарте ANSI N 14.5-1977 [51] или стандарте ISO (DIS) 12807 [52]. В конкретных случаях, где высокий перепад давления может приводить к высокой расчетной скорости газа, турбулентный поток может быть более ограничивающим обстоятельством, и это следует принимать во внимание (п. 656.10 TS-G-1.1).

2.9.5-С13. Упаковки, разработанные для перевозки облученного топлива, представляют определенную проблему, которая состоит в том, что в облученном топливе активность сосредоточена в продуктах деления в топливных стержнях, которые перед облучением были закрыты. Ожидается, что стержни, неповрежденные при погрузке в упаковку, удержат эту активность при нормальных условиях перевозки (п. 656.19 TS-G-1.1).

2.9.5-С14. В аварийных условиях перевозки облученные топливные стержни могут быть повреждены с последующим выходом радиоактивности в объем системы герметизации упаковки. Поэтому для оценки герметичности упаковки необходимы данные о составе продуктов деления, возможной степени повреждения оболочки топливного стержня и механизме выхода радиоактивности из топливного стержня в систему герметизации упаковки (п. 656.20 TS-G-1.1).

2.9.5-С15. Описанные выше методы оценки требований к герметичности упаковки обычно применяются в двух вариантах:

(a) Если упаковка конструируется для конкретной цели, радиоактивное содержимое точно определено и норма герметичности может быть установлена на этапе конструирования.

(b) Когда требуется, чтобы существующая упаковка с известной нормой по герметичности была использована не по тому назначению, для которого она была разработана, и необходимо определять максимально допустимое количество радиоактивного содержимого (п. 656.21 TS-G-1.1).

2.9.5-С17. Если упаковка имеет уплотнение из эластичных материалов, то проницаемость газов и паров может приводить к сравнительно высоким скоростям утечки. Проницаемость - это прохождение жидкости или газа через твердый барьер (не имеющий прямых каналов для утечки) за счет процессов абсорбции-диффузии. Если РМ является газообразным (например, газообразный продукт деления), скорость утечки за счет проницаемости определяется парциальным давлением газа, а не общим давлением в системе герметизации. Тенденция эластичных материалов к абсорбции газов также может быть принята во внимание (п. 656.23 TS-G-1.1).

2.9.5-С18. В случае использования некоторых крупных упаковок очень малая утечка РМ в течение длительного периода времени может приводить к загрязнению внешней поверхности. Тогда может понадобиться уменьшать утечку при нормальных условиях перевозки (п. 656.a Правил МАГАТЭ-96), чтобы обеспечивать непревышение допустимого предела загрязнения поверхности (пп. 214, 508 и 509 Правил МАГАТЭ-96) (п. 656.24 TS-G-1.1).

2.9.6-С1. Усложнение конструкции, дополнительная неопределенность и возможно ненадежность, обусловленные использованием в конструкции фильтров и механических систем охлаждения, не соответствуют философии, лежащей в основе назначения упаковки типа B(U) (одностороннее утверждение компетентным органом). Более простой конструкционный подход, в котором ни фильтры, ни системы охлаждения не используются, имеет более широкую приемлемость (п. 658.1 TS-G-1.1).

2.9.6-С2. Требование по данному пункту Правил не исключает наличия в упаковках типа B(U) фильтров и механических систем охлаждения для каких-то других целей (например, для обслуживания упаковки, при загрузке, выгрузке и др.).

2.9.7-С1. Аналогично требованию и пояснениям к п. 2.9.6 НП-053-04, требование не исключает наличия системы сброса давления в упаковке типа B(U). Важно, чтобы не было сброса давления при испытаниях, имитирующих нормальные и аварийные условия перевозки. Не запрещается сброс давления при запроектных авариях, т.е. авариях, более серьезных, чем имитируются испытаниями Правил на аварийные условия. Очевидно, что всегда лучше сбрасывать давление, чем доводить ситуацию до разрушения самой упаковки при запроектных авариях.

2.9.8-С1. После закрытия упаковки внутреннее давление может возрастать. Существует несколько механизмов, которые могут вносить вклад в такой рост, включая воздействие на упаковку высокой окружающей температуры, воздействие солнечного тепла (т.е. инсоляция), тепло радиоактивного распада содержимого, химическую реакцию содержимого, радиолиз в упаковках, заполненных водой, или их комбинацию. Максимальная величина давления, которую можно ожидать в результате действия перечисленных факторов в условиях нормальной перевозки, называется максимальным нормальным рабочим давлением (МНРД) - см. справки 10-С2 - 10-С4 настоящего Руководства (пп. 228.1 - 228.3 TS-G-1.1) (п. 660.1 TS-G-1.1).

2.9.8-С2. Такое давление может неблагоприятно влиять на работоспособность упаковки, поэтому его необходимо принимать во внимание при оценке работоспособности в нормальных условиях (п. 660.2 TS-G-1.1).

2.9.8-С3. Аналогично, при оценке способности противостоять аварийным условиям согласно пп. 3.4.4.1 - 3.4.4.4 НП-053-04 (пп. 726 - 729 Правил МАГАТЭ-96), наличие предварительно существующего в упаковке давления представляет более тяжелые условия, при которых удовлетворительная работоспособность упаковки должна быть продемонстрирована, - следовательно, при определении условий испытания необходимо предполагать наличие МНРД (см. справки 10-С2 и 10-С3 настоящего Руководства или пп. 228.1 и 228.2 TS-G-1.1). Если это можно обосновать, то возможно использовать давление, отличное от МНРД, при условии, что результаты могут быть скорректированы для учета МНРД (п. 660.3 TS-G-1.1).

2.9.8-С4. Упаковки типа B(U) обычно не являются сосудами, работающими под давлением, и не соответствуют точно правилам и нормам, охватывающим такие сосуды. Для испытаний, требуемых для проверки способности упаковок типа B(U) выдерживать как нормальные, так и аварийные условия перевозки, требуется проводить оценки с учетом МНРД. При нормальных условиях перевозки главными конструктивными соображениями служат обеспечение адекватной защиты и ограничение радиоактивной утечки при весьма небольшом внутреннем давлении. Аварийная ситуация представляет собой единичное экстремальное событие, после которого повторное использование не рассматривается как цель конструкции. Такое экстремальное событие характеризуется короткой продолжительностью, циклами высоких напряжений в период механических испытаний при нормальных давлении и температуре, за которыми следует единичный длительный цикл напряжений, вызванных давлением и температурой в ходе теплового испытания. Ни один их этих циклов напряжений не соответствует типу нагрузок сосудов, работающих под давлением, конструкция которых учитывает долговременные процессы разрушения вследствие таких факторов, как ползучесть, усталость, трещинообразование, коррозия. По этой причине в Правила не включены рекомендации относительно допустимого уровня напряжений. Вместо этого деформации в системе герметизации ограничены значениями, которые не затрагивают ее способность удовлетворять соответствующим требованиям. Хотя можно предполагать, что другие требования становятся важными, удержание РМ - это то, для чего существует система герметизации. Прежде чем произойдет разрушение, весьма вероятно, что система герметизации, особенно в повторно используемых упаковочных комплектах с механически уплотняемыми соединениями, даст течь. Поэтому следует определять степень, при которой напряжения в различных элементах деформируют систему герметизации и нарушают целостность ее уплотнения. Следует оценивать снижение сжатия уплотнений, вызываемое, например, растяжением болтов и локальным повреждением вследствие ударов и поворотами поверхностей уплотнения в период наличия термических градиентов. Один из методов оценки состоит в том, чтобы определять деформацию от удара непосредственно по результатам испытания на свободное падение, проведенного на представительной масштабной модели, и объединять его с деформацией, рассчитанной при тепловом испытании с использованием признанной и проверенной компьютерной программы. Влияние общих нарушений на целостность уплотнения может затем быть определено экспериментально на представительных моделях уплотняющих устройств с соответственно уменьшенным сжатием уплотнения (п. 660.4 TS-G-1.1).

2.9.8-С5. МНРД следует определять в соответствии с определением, данным в п. 10 НП-053-04 или п. 228 Правил МАГАТЭ-96 (п. 660.5 TS-G-1.1).

2.9.8-С6. Рекомендуется, чтобы напряжения в системе герметизации в нормальных условиях перевозки при максимальном нормальном рабочем давлении находились в пределах упругой области. Следует обеспечивать непревышение в условиях аварии значений напряжения, которые обусловливают утечку большую, чем это установлено в данном пункте НП-053-04 (в п. 656.b Правил МАГАТЭ-96), и уровень внешних излучений выше, чем установлено требованиями п. 656 Правил МАГАТЭ-96 (п. 660.6 TS-G-1.1).

2.9.8-С7. Если для оценки эксплуатационных характеристик упаковки применяется расчетный анализ, МНРД следует использовать в качестве граничного условия для расчета воздействия испытаний, предназначенных для демонстрации способности упаковки выдерживать условия нормальной перевозки, и как начальное условие для оценки воздействия испытаний, предназначенных для демонстрации способности противостоять аварийным условиям перевозки (п. 660.7 TS-G-1.1).

2.9.9-С1. Требование, чтобы МНРД не превышало 700 кПа, - это специальный предел для упаковок типа B(U). В российских документах по сосудам, работающим под давлением, нет такой критериальной величины. В НП-053-04 эта величина взята из Правил МАГАТЭ-96.

2.9.9-С2. Требование, чтобы МНРД не превышало 700 кПа, определяет предел для упаковок типа B(U), который должен быть приемлем для одностороннего утверждения (п. 661.1 TS-G-1.1).

2.9.10-С1. Температуры поверхности упаковок, содержащих РМ, генерирующие тепло, будут выше температуры окружающей среды. Ограничения для температуры поверхности необходимы для защиты смежного груза от возможного повреждения и защиты персонала, обслуживающего упаковки во время погрузки и разгрузки (п. 652.1 TS-G-1.1).

2.9.10-С2. При установленном пределе температуры поверхности упаковки 50 °C и температуре окружающей среды 38 °C другой груз не будет перегреваться, и никто не пострадает от ожога при прикосновении к поверхности или при обращении с упаковкой. Более высокая температура поверхности разрешена в условиях исключительного использования (за исключением перевозок по воздуху); см. п. 2.9.10 НП-053-04 или п. 662 Правил МАГАТЭ-96 и пункты справок 2.9.10-С3 - 2.9.10-С6 настоящего Руководства, или пп. соответственно 662.1 - 662.4 TS-G-1.1 (п. 652.2 TS-G-1.1).

2.9.10-С3. Предел 85 °C по температуре поверхности упаковок типа B(U) при исключительном использовании, когда возможное повреждение соседнего груза может хорошо контролироваться, необходим для предохранения воздействия на людей при случайном соприкосновении с упаковками. Когда условия исключительного использования не применяются и для всех случаев авиаперевозок температура поверхности упаковки ограничена 50 °C, чтобы избежать повреждений соседнего груза. Барьеры и экраны, упомянутые в данном пункте (в Правилах МАГАТЭ-96 п. 662), не считаются частью конструкции упаковки, предназначенной для радиационной безопасности, поэтому они исключены из любых испытаний, связанных с конструкцией упаковки (п. 662.1 TS-G-1.1).

2.9.10-С4. Инсоляцией можно пренебрегать в отношении температуры доступных поверхностей и учитывать только тепло от внутренних источников. Оправданием такого упрощения может служить то обстоятельство, что любая упаковка с внутренними источниками тепла или без них будет испытывать одинаковое увеличение температуры в условиях инсоляции (п. 662.2 TS-G-1.1).

2.9.10-С5. Понятие "легкодоступная поверхность" не является точным описанием, но используется здесь для обозначения тех поверхностей, которых может коснуться человек, не связанный с операциями по перевозке. Например, использование лестницы может сделать поверхности доступными, но это не может быть причиной, чтобы считать поверхности легкодоступными. В этом же смысле не следует считать легкодоступными и поверхности между тесно расположенными ребрами. Если ребра расположены широко, скажем, на ширину ладони человека или более, тогда поверхность между ними можно считать легкодоступной (п. 662.3 TS-G-1.1).

2.9.10-С6. Барьеры или экраны могут быть использованы для защиты от высоких температур поверхности, и все же в категориях утверждения упаковка остается упаковкой типа B(U). Примером может быть густо оребренная упаковка, оборудованная подъемными цапфами, установка которых может потребовать локального удаления части ребер в непосредственной близости от цапф, превращая тем самым основной корпус упаковки в доступную поверхность. Защита может обеспечиваться путем использованием барьеров, таких как расширенный металлический экран или кожух, эффективно предохраняющий от доступа или контакта с упаковкой людей при обычной перевозке. Барьеры должны рассматриваться как доступные поверхности, и поэтому к ним применимы соответствующие температурные пределы. Следует обеспечивать, чтобы использование барьеров или экранов не снижало способность упаковки удовлетворять требованиям к теплообмену и не снижало ее безопасности. Сохранение такого экрана или иного устройства не требуется при проведении испытаний на соответствие нормативным требованиям для утверждения конструкции упаковки. Это положение допускает проводить утверждение упаковок, использующих такие термические барьеры, без того, чтобы подвергать барьеры испытаниям, которым должна противостоять упаковка (п. 662.4 TS-G-1.1).

2.9.11-С1. Более низкая температура важна из-за увеличения давления вследствие расширения при замерзании (например, воды), из-за возможного хрупкого разрушения многих металлов (включая некоторые стали) при пониженной температуре и из-за возможной потери эластичности уплотняющих материалов. Из этих эффектов только разрушение материалов может приводить к необратимому повреждению. Некоторые эластомеры, обеспечивающие хорошие характеристики при высоких температурах (например, фторуглероды, такие как составы Витона), теряют эластичность при температурах -20 °C или меньше. Это может приводить к узким зазорам шириной в несколько микронов, возникающих из-за различного теплового расширения металлических деталей и эластомера. Данный эффект полностью обратим. Кроме того, замерзание любого влажного содержимого и падение внутреннего давления при низких температурах может предотвращать утечку из системы герметизации. Поэтому в определенных случаях использование таких эластомерных уплотнений может быть приемлемым; см. [63, 64] для дополнительной информации. Нижний температурный предел -40 °C и верхний температурный предел 38 °C являются разумными граничными величинами для температур окружающей среды, которые могут встречаться в большинстве географических районов в течение года. Однако в определенных регионах мира (крайние северные и южные регионы в течение их зимнего периода и сухие пустынные регионы в летний период) можно встретиться с экстремальными температурами ниже -40 °C и выше 38 °C. Однако и в России для средних регионов выход температур за диапазон -40 °C - +38 °C встречается в течение очень коротких отрезков времени (п. 664.1 TS-G-1.1).

2.9.11-С2. В процессе перевозки упаковка может быть нагрета солнечными лучами. Эффект солнечного нагрева состоит в увеличении температуры упаковки. Чтобы избежать трудностей, пытаясь точно учитывать много переменных, значения инсоляции были согласованы на международной основе (табл. XI Правил МАГАТЭ-96). Значения инсоляции определены как однородные тепловые потоки, воздействующие в течение 12 ч и сопровождающиеся 12 ч нулевой инсоляции. Предполагается, что упаковки открыты, поэтому ни затенение, ни отражение от соседних конструкций не принимается во внимание. В табл. 2.2 приведена максимальная величина теплового потока для обращенной вверх горизонтальной поверхности и нуль для обращенной вниз горизонтальной поверхности, которая не получает никакой инсоляции. Принято, что вертикальная поверхность нагревается только полдня и только с половинной эффективностью (по сравнению с горизонтальной поверхностью, обращенной вверх), поэтому табличная величина инсоляции вертикальной поверхности составляет одну четверть максимальной величины для обращенной вверх плоской поверхности. Для искривленных поверхностей, меняющих ориентацию от горизонтального до вертикального положения, резонно назначена величина, равная половине от максимальной величины для плоских поверхностей, обращенных вверх. Использование согласованных величин гарантирует единообразие при выполнении оценок безопасности, создавая общую базу для цели расчетов (п. 654.1 TS-G-1.1).

Значения инсоляции, приведенные в табл. 2.2, отличаются от соответствующих значений в ОПБЗ-83 [65], вместо которых введены в НП-053-04.

2.9.11-С3. Данные по инсоляции, приведенные в табл. 2.2, являются однородными потоками тепла. Их следует применять на уровнях, установленных для 12 ч (дневной свет), за которыми следует 12 ч отсутствия инсоляции (ночь). Такую циклическую шаговую функцию следует применять до тех пор, пока интересующие температуры не достигнут состояния устойчивого периодического поведения (п. 654.2 TS-G-1.1).

2.9.11-С4. Простой, но консервативный метод оценки влияния инсоляции состоит в применении постоянного равномерного теплового потока в величинах, установленных в табл. 2.2. Использование этого метода позволяет избежать необходимости выполнения нестационарного теплового анализа; проводится только простой анализ стационарного состояния (п. 654.3 TS-G-1.1).

2.9.11-С5. Для более точной модели может использоваться синусоидальная зависимость теплового потока от времени, чтобы представлять инсоляцию в течение дня для плоских и искривленных поверхностей. Требуется, чтобы интегральное (полное) поступление тепла к поверхности между восходом и заходом солнца было равно соответствующей величине суммарного тепла для табличных значений за 12 ч (т.е. умножать табличное значение на 12 ч, чтобы получать суммарный подвод тепла в Вт/кв. м). Для этой модели в период между заходом и восходом солнца тепловой поток равен нулю. Модель циклической инсоляции следует применять до тех пор, пока интересующие температуры не достигнут режимов квазиустойчивого периодического поведения (п. 654.4 TS-G-1.1).

2.9.11-С6. Обращенная вниз плоская поверхность не может получать никакой инсоляции, и к ней применяется значение "отсутствует" табл. 2.2. Для любой горизонтальной, обращенной вверх поверхности применимы значения табл. 2.2. Негоризонтальные поверхности могут включать вертикальные или почти вертикальные поверхности (т.е. отклоняющиеся от вертикальной на угол до 15°); для этих поверхностей применяется величина из табл. 2.2 для вертикальных поверхностей. Для наклоненных вверх поверхностей, которые отклоняются от вертикали более чем на 15°, может быть использована площадь горизонтальной проекции этой плоскости в совокупности с табличной величиной, приведенной в табл. 2.2 для плоской, обращенной вверх поверхности. Для наклоненных вниз поверхностей, которые отклоняются от вертикали более чем на 15°, может быть использована площадь вертикальной проекции этой плоскости в совокупности с величиной, приведенной в табл. 2.2 для обращенной вниз плоской поверхности (п. 654.5 TS-G-1.1).

2.9.11-С7. Величину инсоляции для искривленных поверхностей, приведенную в табл. 2.2, следует применять ко всем изогнутым поверхностям любой ориентации (п. 654.6 TS-G-1.1).

2.9.11-С8. Элементы упаковки, уменьшающие инсоляцию любой поверхности (т.е. затеняющие поверхность упаковки), могут быть приняты во внимание при проведении тепловых оценок. Любые такие элементы, которые, как предполагается, снижают инсоляцию, не следует учитывать при проведении тепловых оценок, если их эффективность может быть уменьшена в результате воздействия на упаковку в ходе испытаний, соответствующих нормальным условиям перевозки (п. 654.7 TS-G-1.1).

2.9.11-С9. Поскольку передача тепла излучением зависит от излучательной и поглощающей способности поверхности, следует принимать во внимание вариации этих свойств. Эти свойства зависят от длины волны. Излучение солнца характеризуется высокой температурой и короткой длиной волны, в то время как излучение от поверхности упаковок характеризуется относительно низкой температурой и большой длиной волны. Во многих случаях поглощающая способность будет ниже, чем излучательная, так что использование более высокой величины в обоих случаях даст больший коэффициент запаса, если целью является рассеяние тепла. В других случаях можно воспользоваться преимуществом естественно возникающего различия в этих свойствах или рассматривать поверхность, пользуясь преимуществом такого различия для снижения влияния инсоляции. Когда различия в свойствах поверхности используются как средства тепловой защиты для уменьшения влияния инсоляции, следует продемонстрировать работоспособность системы тепловой защиты и показывать, что система остается целой при нормальных условиях перевозки (п. 654.8 TS-G-1.1).

2.9.11-С10. Оценка температуры упаковки при перевозке РМ может быть выполнена путем анализа или испытания. Испытания, если они используются, следует выполнять на полномасштабных моделях. Если источником излучения является не солнечный свет, следует принимать во внимание различия между длиной волны солнечного излучения и длиной волны источника. Испытание следует продолжать до тех пор, пока не установится тепловое равновесие (либо постоянное стационарное, либо устойчивое периодическое в зависимости от источника). Где необходимо, следует делать поправку на температуру окружающей среды и внутреннее тепло (п. 654.9 TS-G-1.1).

2.9.11-С11. См. справку 2.9.11-С1 настоящего Руководства.

2.9.11-С12. Руководство по безопасной конструкции транспортных упаковок в отношении хрупкого разрушения см. в приложении VI TS-G-1.1 (см. Приложение III к настоящему Руководству) (п. 664.2 TS-G-1.1).

2.9.11-С13. При оценке конструкции упаковки в отношении работоспособности при низких температурах влиянием нагрева от радиоактивного содержимого (который мог бы помешать падению температуры компонентов упаковки до нижнего конструкционного предела по окружающей температуре -40 °C) следует пренебрегать. Это позволит оценивать реакцию упаковки (включая поведение конструкционных и уплотняющих материалов) при низкой температуре в ходе обращения при перевозке и транзитном хранении. Наоборот, при оценке конструкции упаковки на работоспособность при высоких температурах влияние максимально возможного тепловыделения радиоактивного содержимого, также как и инсоляцию и максимальную температуру окружающей среды 38 °C, следует учитывать одновременно (п. 664.3 TS-G-1.1).

2.9.11-С14. В НП-053-04, как и Правилах МАГАТЭ-96, требуется для упаковки учитывать температуру окружающей среды 38 °C. Это температура именно окружающей среды, а не температура в закрытом вагоне или в другом закрытом транспортном средстве, где размещается упаковка и где температура воздуха может быть и больше. Поэтому, например, для упаковок типа A, у которых нет саморазогрева (тепловыделения), требуется для материалов учитывать температуры до 70 °C, хотя температура окружающей среды также 38 °C. При расчетах температуры в закрытом транспортном средстве и температуры упаковки инсоляцию следует учитывать в виде воздействия солнечного излучения на такой вагон, а не на упаковку.

2.9.12-С1. Для морской перевозки радиоактивных материалов в течение нескольких лет выполнены различные оценки риска, включая те, что приведены в литературе [66, 67]. Эти исследования рассматривают возможность затопления судна, перевозящего РМ при различных обстоятельствах; сценарии аварий включают столкновения с последующим затоплением либо столкновения с последующим пожаром и затем затоплением (п. 657.1 TS-G-1.1).

2.9.12-С2. В общем случае обнаружено, что большинство ситуаций приведет к незначительному воздействию на окружающую среду и минимальному облучению людей, если упаковки не извлекать после аварии. Установлено, однако, что если большая упаковка (или упаковки) с облученным топливом будет потеряна на материковом шельфе, возможно длительное облучение людей через пищевую цепочку потребления морепродуктов. Радиационное воздействие при потере упаковки с облученным топливом на большей глубине или других упаковок на любой глубине будет на порядок ниже, чем эти величины. Последующие исследования рассматривали радиационное воздействие для случаев потери других РМ, которые в возрастающем количестве перевозятся морем, таких как плутоний и высокорадиоактивные отходы. На основе этих исследований область распространения усиленного испытания погружением в воду в Правилах МАГАТЭ-96 была расширена, чтобы охватить перевозку в больших количествах любых РМ, а не только облученного ядерного топлива (п. 657.2 TS-G-1.1).

2.9.12-С4. Во многих случаях для конструкций упаковок типа B(U) необходимость выполнения требований других пунктов Правил приводит к тому, что система герметизации остается неповрежденной при погружении в воду на глубину 200 м (п. 657.4 TS-G-1.1).

2.9.12-С5. В случаях, когда эффективность системы герметизации снижена, считается, что возможна протечка в упаковку, а затем утечка из упаковки (п. 657.5 TS-G-1.1).

2.9.12-С6. Целью условий в отношении степени повреждения системы герметизации следует считать ограничение утечки только растворенным РМ. Удержание твердого содержимого внутри упаковки существенно упрощает подъем упаковки (п. 657.6 TS-G-1.1).

2.9.12-С7. Разрушение всей системы герметизации может происходить при длительном погружении, и рекомендации, сделанные в упомянутых выше пунктах, следует считать применимыми консервативно для случая погружения на период около одного года, в течение которого извлечение вполне может быть завершено (п. 657.7 TS-G-1.1).

2.9.13-С1. Особое внимание следует уделять взаимодействию между низкодисперсным РМ и упаковочным комплектом в нормальных и аварийных условиях перевозки. Это взаимодействие не должно ни повреждать инкапсуляцию, оболочку или другую матрицу, ни вызывать разрушение самого материала в такой степени, чтобы изменялись его характеристики, как продемонстрировано требованиями п. 605 Правил МАГАТЭ-96 (п. 663.1 TS-G-1.1).