2.12. Требования к упаковкам, содержащим делящиеся материалы

2.12.1. Конструкции упаковок, содержащих делящиеся материалы, должны отвечать требованиям к промышленным упаковкам или упаковкам типа A, или типа B(U), или типа B(M), или типа C, или упаковкам с гексафторидом урана с учетом свойств и активности радиоактивного содержимого, а также требованиям настоящего подраздела.

2.12.2. Делящийся материал и упаковки, содержащие делящийся материал, освобождаются от требований настоящего подраздела и других требований настоящих Правил, относящихся к транспортированию делящихся материалов, если они перевозятся в соответствии с требованиями пункта 5.3.6 настоящих Правил и удовлетворяют одному из следующих условий:

а) уран, обогащенный по урану-235 не более 1% масс., с общим содержанием плутония и урана-233, не превышающим 1% от массы урана-235, при условии, что делящиеся нуклиды распределены практически равномерно по всему материалу; кроме того, если уран-235 присутствует в виде металла, окиси или карбида, то он не должен располагаться в виде упорядоченной решетки;

б) жидкие растворы азотнокислого урана, обогащенного по урану-235 не более 2% масс., с общим содержанием плутония и урана-233 в количестве, не превышающем 0,002% от массы урана, и с отношением числа атомов азота к числу атомов урана не менее 2;

в) уран с максимальным обогащением по урану-235 до 5% масс., при условии, что:

упаковка содержит не более 3,5 г урана-235;

общее содержание плутония и урана-233 в упаковке не превышает 1% от массы урана-235;

на перевозку упаковок распространяется ограничение в отношении груза, предусмотренное подпунктом "в" пункта 5.3.6;

г) делящиеся нуклиды с общей массой не более 2,0 г на упаковку при условии, что на перевозку упаковок распространяется ограничение в отношении груза, предусмотренное подпунктом "г" пункта 5.3.6;

д) делящиеся нуклиды с общей массой не более 45 г, упакованные или неупакованные, подлежащие ограничению в отношении груза, предусмотренному подпунктом "д" пункта 5.3.6;

е) делящийся материал, который отвечает требованиям пунктов 2.12.3, 4.1.1 и подпункта "б" пункта 5.3.6.

Все положения настоящего пункта применяются только к материалу в упаковках, которые отвечают требованиям пункта 2.8.2 настоящих Правил, если соответствующее положение конкретно не допускает неупакованный материал.

2.12.3. Делящийся материал, освобожденный в соответствии с подпунктом "е" пункта 2.12.2 от требований настоящего подраздела и других требований настоящих Правил, относящихся к транспортированию делящихся материалов, должен быть подкритичным без необходимости введения контроля его накопления при следующих условиях:

а) условия, предусматриваемые пунктом 2.12.4;

б) условия, совместимые с положениями подпункта "б" пункта 2.12.12.1 и подпункта "б" пункта 2.12.12.2 в отношении упаковок;

в) в случае перевозки воздушным транспортом - условия, указанные в подпункте "а" пункта 2.12.11.

2.12.4. Делящийся материал должен упаковываться и перевозиться таким образом, чтобы сохранялась подкритичность при обычных, нормальных и аварийных условиях перевозки.

Необходимо учитывать, что при перевозке упаковок, содержащих делящийся материал, существует возможность:

протечки воды в упаковку или из нее;

снижения эффективности вмонтированных в упаковку поглотителей или замедлителей нейтронов;

перераспределения содержимого либо внутри упаковки, либо в результате его выхода из упаковки;

уменьшения расстояний внутри упаковки или между упаковками;

попадания упаковок в воду или в снег;

эффектов от изменения температуры.

2.12.5. Эффективный коэффициент размножения К_эфф отдельной упаковки не должен превышать 0,95 в обычных, нормальных и аварийных условиях перевозки.

2.12.6. Упаковочный комплект после того, как он был подвергнут предусмотренным пунктами 3.4.2.1 - 3.4.2.6 испытаниям, имитирующим нормальные условия перевозки, должен:

сохранять минимальные габаритные размеры не менее 10 см;

исключать проникновение внутрь куба с ребром 10 см.

2.12.7. Упаковка должна быть сконструирована с учетом диапазона температур внешней среды от -40 до +38 °C, если только в сертификате-разрешении на конструкцию упаковки не будут оговорены иные условия.

2.12.8. При анализе ядерной безопасности отдельной изолированной упаковки и системы упаковок необходимо выполнять требования пунктов 2.12.8.1 - 2.12.8.14 настоящих Правил.

2.12.8.1. Все упаковки на перевозочном средстве необходимо рассматривать расположенными вплотную друг к другу настолько близко, насколько позволяет их конструкция с учетом деформации в нормальных и аварийных условиях перевозки и насколько это приводит к максимальному К_эфф.

2.12.8.2. Для отдельной изолированной упаковки необходимо учитывать, что вода может полностью вытечь из упаковки или наоборот проникнуть во все свободное пространство, включая пространство внутри системы герметизации. Если конструкция упаковки имеет специальные средства для предотвращения проникновения или утечки воды в определенные свободные объемы, то для этих объемов допускается предполагать отсутствие протечки. В качестве таких специальных средств необходимо использовать ряд барьеров для воды, как минимум два из которых должны остаться водонепроницаемыми при испытаниях, указанных в пункте 2.12.12.2, в сочетании с проведением испытаний для проверки уплотнения каждой упаковки перед каждой перевозкой. Для упаковочных комплектов, содержащих только гексафторид урана с обогащением урана до 5% масс. по урану-235 в качестве специальных средств допускается использовать упаковочные комплекты, для которых выполняются следующие условия:

а) после проведения испытаний, предусмотренных в пункте 2.12.12.2, отсутствует непосредственный контакт клапана с любым другим компонентом упаковочного комплекта, кроме как в первоначальной точке крепления;

б) после проведения испытаний, указанных в пункте 3.4.4.3, клапаны остаются устойчивыми к утечке;

в) для каждой упаковки перед каждой перевозкой проводятся испытания для проверки всех уплотнений.

2.12.8.3. Необходимо учитывать такие количество, распределение и плотность замедлителя нейтронов (в частности, воды), находящегося в упаковке и между упаковками в аварийных условиях, которые приводят к максимальному К_эфф с учетом общего положения, касающегося проникновения и утечки воды в соответствии с пунктом 2.12.8.2.

2.12.8.4. Необходимо предполагать для отдельной изолированной упаковки или группы упаковок наличие вокруг них полного отражателя из воды (или присутствующего в анализируемой системе наиболее эффективного отражающего материала) толщиной не менее 20 см дополнительно к отражающей способности конструктивных элементов упаковки.

2.12.8.5. В случае, если химическая или физическая форма, изотопный состав, масса или концентрация, степень замедления нейтронов или плотность либо геометрическая конфигурация неизвестны, необходимо предполагать, что каждый неизвестный параметр имеет такое значение, при котором размножение нейтронов достигает максимального уровня, соответствующего известным условиям и параметрам этих оценок.

2.12.8.6. Облученное ядерное топливо необходимо рассматривать как свежее, если К_эфф при выгорании уменьшается, и как облученное до величины, соответствующей максимальному К_эфф, если К_эфф при выгорании увеличивается.

Допускается использовать глубину выгорания как параметр ядерной безопасности, если глубина выгорания измеряется с помощью специальных установок. Запись об этом должна быть внесена в сертификат-разрешение на конструкцию упаковки.

2.12.8.7. При учете поглощающих элементов в тепловыделяющих сборках ядерных реакторов или упаковках, необходимо доказать, что их функции сохранятся в заданных пределах в нормальных и аварийных условиях перевозки.

2.12.8.8. Не допускается учитывать наличие в упаковке жидких поглотителей нейтронов.

2.12.8.9. Необходимо определять и рассматривать наиболее опасную конфигурацию, замедление нейтронов и полный отражатель для делящегося материала в случае, если он может выйти за пределы упаковки (упаковок) на перевозочном средстве в нормальных и аварийных условиях перевозки.

2.12.8.10. Необходимо определять и рассматривать конфигурацию делящегося материала и других элементов упаковки, которая приводит к наибольшему К_эфф и может иметь место в нормальных и аварийных условиях перевозки.

2.12.8.11. Необходимо учитывать возможность увеличения К_эфф в результате повышения или понижения температуры в нормальных и аварийных условиях перевозки.

2.12.8.12. Необходимо учитывать погрешность методик расчета, вносить соответствующие поправки.

2.12.8.13. Необходимо учитывать допуски на размеры при изготовлении и эксплуатации упаковок.

2.12.8.14. Необходимо учитывать повреждения упаковки при моделировании нормальных и аварийных условий перевозки, приводящие к увеличению К_эфф, и предполагать, что эти повреждения распространяются на все упаковки группы.

2.12.9. Если в целях ядерной безопасности упаковочный комплект включает поглотители нейтронов, то должны быть предусмотрены проверка эффективности поглотителей в процессе изготовления и периодические проверки их наличия в процессе эксплуатации при необходимости.

Методы проверки наличия поглотителей в процессе эксплуатации могут предусматривать как контроль документации с обоснованием надежности данного метода, так и прямые или косвенные измерения. Эти методы должны быть включены в инструкцию по эксплуатации упаковочного комплекта.

2.12.10. Индекс безопасности по критичности (далее - ИБК) для упаковок с делящимся материалом вычисляется путем деления 50 на минимальное из чисел N (то есть ИБК = 50/N), определенных следующим образом:

а) в нормальных условиях пятикратное число упаковок N должно оставаться подкритичным при любом их расположении в условиях, определенных в соответствии с пунктом 2.12.12.1;

б) в аварийных условиях двукратное число упаковок N должно оставаться подкритичным при любом их расположении в условиях, определенных в соответствии с пунктами 2.12.12.2 и 2.12.12.3.

Значение ИБК может равняться нулю при условии, если неограниченное количество упаковок является подкритичным (то есть N является бесконечным).

ИБК для каждого груза определяется как сумма ИБК всех упаковок, содержащихся в этом грузе.

2.12.11. Для упаковок, которые предполагается перевозить воздушным транспортом, должны быть выполнены следующие требования:

а) упаковка должна быть подкритичной в процессе испытаний для упаковок типа C, предусмотренных в пункте 3.4.6.1. Предполагается, что вода не проникает внутрь упаковки, а вокруг нее находится полный отражатель из воды толщиной не менее 20 см;

б) не учитываются при анализе ядерной безопасности упаковки специальные средства, предусмотренные в пункте 2.12.8.2, если после проведения испытаний, указанных в пунктах 3.4.6.1 и 3.4.5.3, не предотвращается проникновение воды в свободные объемы или утечка воды из них.

2.12.12. Для оценки способности упаковок обеспечивать ядерную безопасность нормальные и аварийные условия при перевозке имитируются следующими испытаниями.

2.12.12.1. Нормальные условия при перевозке имитируются испытаниями, указанными в пунктах 3.4.2.1 - 3.4.2.6.

При расчетах К_эфф в нормальных условиях перевозки предполагается:

а) промежутки между упаковками остаются незаполненными, а функции отражателя выполняет окружающий со всех сторон группу упаковок слой воды толщиной не менее 20 см;

б) состояние упаковок соответствует условиям, в которых они находятся после проведения испытаний, указанных в пункте 3.4.2.

2.12.12.2. Аварийные условия при перевозке имитируются следующими испытаниями и условиями, приводящими к максимальному размножению нейтронов:

а) после испытаний, предусмотренных в пунктах 3.4.2.2 - 3.4.2.6, проводятся те из испытаний подпунктов "б" или "в" данного пункта, которые приводят к большему значению К_эфф:

б) испытания, предусмотренные в подпункте "б" пункта 3.4.4.2, а также либо испытания, предусмотренные в подпункте "в" пункта 3.4.4.2, для упаковок, масса которых не превышает 500 кг и общая плотность, исходя из внешних размеров, составляет не более 1000 кг/м³, либо испытания, указанные в подпункте "а" пункта 3.4.4.2 для всех остальных упаковок; затем следуют испытания, предусмотренные в пункте 3.4.4.3, а завершающими являются испытания, предусмотренные в пункте 3.4.5;

в) испытания, предусмотренные в пункте 3.4.4.4.

2.12.12.3. При расчетах К_эфф в аварийных условиях перевозки предполагается, что:

а) промежутки между упаковками должны быть заполнены водородсодержащим замедлителем, а функции отражателя для всей группы упаковок выполняет окружающий ее со всех сторон слой воды толщиной не менее 20 см;

б) состояние упаковок соответствует условиям, в которых они находятся после проведения испытаний, предусмотренных пунктом 2.12.12.2;

в) если происходит утечка делящегося материала за пределы системы герметизации в результате испытаний согласно пункту 2.12.12.2, следует учитывать, что такая утечка происходит из каждой упаковки группы, а конфигурация и замедление нейтронов для всего делящегося материала таковы, что происходит максимальное размножение нейтронов, при котором функции отражателя выполняет окружающий слой воды толщиной не менее 20 см.

2.12.13. Упаковки с делящимся материалом освобождаются от требований пунктов 2.12.5 - 2.12.12 настоящих Правил, если отвечают требованиям подпункта "г" и одному из положений подпунктов "а" - "в" настоящего пункта:

а) упаковка содержит делящийся материал в любой форме, при этом:

наименьший габаритный размер упаковки составляет не менее 10 см;

ИБК упаковки, определенный по ниже представленной формуле, не превышает 10:

,

где значения Z определены в соответствии с таблицей N 3 приложения N 4 к настоящим Правилам;

б) упаковка содержит делящийся материал в любой форме, при этом:

наименьший габаритный размер упаковки составляет не менее 30 см;

упаковка, после того как она была подвергнута испытаниям, указанным в пунктах 3.4.2.1 - 3.4.2.6, сохраняет содержимый делящийся материал и минимальные общие габаритные размеры не менее 30 см и препятствует проникновению внутрь упаковки куба с ребром 10 см;

ИБК упаковки, определенный по ниже представленной формуле, не превышает 10:

,

где значения Z определены в соответствии с таблицей N 3 приложения N 4 к настоящим Правилам;

в) упаковка содержит делящийся материал в любой форме, при этом:

наименьший габаритный размер упаковки составляет не менее 10 см;

упаковка, после того как она была подвергнута испытаниям, указанным в пунктах 3.4.2.1 - 3.4.2.6, сохраняет содержимый делящийся материал и минимальные общие габаритные размеры не менее 10 см и препятствует проникновению внутрь упаковки куба с ребром 10 см;

максимальная масса делящихся нуклидов в любой упаковке не превышает 15 г;

ИБК упаковки определяется по следующей формуле:

;

г) общая масса бериллия (включенный в сплавы меди бериллий до 4% по весу сплава можно не учитывать), водородсодержащего материала, обогащенного дейтерием, графита и других аллотропных форм углерода в отдельной упаковке не превышает массу делящихся нуклидов в упаковке, кроме тех случаев, когда их общая концентрация не превышает 1 г в любых 1000 г материала.

2.12.14. Упаковки, содержащие плутоний в количестве не более 1 кг, в котором не более 20% масс., плутония-239, плутония-241 или любой смеси этих нуклидов, а масса урана, если он присутствует вместе с плутонием, не превышает 1% от массы плутония, освобождаются от требований пунктов 2.12.5 - 2.12.12 настоящих Правил. ИБК упаковки определяется в таком случае по формуле:

.