Оценка партий упаковок

VII.51. В каждом расчете следует предполагать оптимальное

замедление, если в условиях соответствующих испытаний не показано,

что натекания воды в пустоты быть не должно. Оптимальное

замедление служит условием, которое обеспечивает максимальное

значение k для партии (возможно, что это будет иная степень

eff

замедления, чем оптимальная для отдельной единичной упаковки). При

определении оптимальных условий замедления следует рассматривать

частичное и избирательное заполнение. Если натекание воды в

систему отсутствует, то в модели партии можно принять фактическое

внутреннее замедление, обеспечиваемое материалами упаковки.

Аналогично, если замедлитель обеспечивает замедление большее, чем

оптимальное, и благодаря своей физической и химической форме не

может выйти из корпуса, его замедляющие свойства могут быть

приняты в модели. Например, твердый замедлитель, для которого

показано, что для делящегося материала его замедляющая способность

избыточна, может учитываться в расчетной модели, если его наличие

подтверждено. Этот критерий замедления следует оценивать и

применять отдельно для нормальных и аварийных условий перевозки.

VII.52. В каждой модели для партии неповрежденных упаковок

следует предполагать зазоры между упаковками в соответствии с

требованиями п. 681.a) Правил МАГАТЭ-96 (п. 2.12.12.1.а)

НП-053-04). Для оценки партии поврежденных упаковок, согласно п.

682 Правил МАГАТЭ-96 (пп. 2.12.10 и 2.12.12.2 НП-053-04), следует

определять оптимальные условия распределенного водородосодержащего

замедлителя. Оптимальными считаются условия водородного

замедления, обеспечивающие наибольшее значение k .

eff

Распределенный замедлитель следует рассматривать как замедлитель,

который отделяет одну упаковку в партии от другой. В этот

распределенный замедлитель для россыпи не следует включать

замедление внутри упаковки. Таким образом, если упаковочный

комплект обеспечивает замедление для россыпи, большее

оптимального, оно может приниматься в расчетной модели.

VII.53. Чувствительность нейтронного взаимодействия между

упаковками различна для разных конструкций упаковок. Например,

малые легкие упаковки более зависимы от этого фактора, чем большие

тяжелые упаковки (например, упаковки с облученным ядерным

топливом). Поскольку вариации замедления на воде внутри упаковок и

между ними следует рассматривать для каждого варианта расположения

упаковок, анализ может оказаться трудоемким при отсутствии

надлежащего опыта в выборе анализов. Полезно составлять график

зависимости k от плотности замедлителя между упаковками.

eff

VII.54. Первый шаг разработки такого графика - определение

оптимального замедления партии упаковок согласно результатам

испытаний для аварийных условий. Поскольку вода поступает в зазоры

между упаковками, их размещение может ограничивать количество

замедлителя, который может быть добавлен. По этой причине иногда

удобно моделировать бесконечную партию упаковок, рассматривая

повторяющуюся единичную ячейку партии, состоящую из отдельной

упаковки и примыкающего граничного слоя. Если реакция k на

eff

возрастание плотности распределенного между упаковками замедлителя

для данной партии с указанными ячейками имеет тенденцию к

возрастанию (положительный наклон), то заявителю следует

рассматривать увеличение размеров единичной ячейки и повторно

рассчитывать k зависимости от плотности замедлителя. Увеличение

eff

размеров единичной ячейки приводит к увеличению зазоров между

упаковками и обеспечивает больше места для распределенного

замедлителя. Эту последовательную процедуру следует прекращать

только после подтверждения того, что упаковки изолированы и

добавление воды в промежутки между ними обеспечивает только

дополнительное отражение.

VII.55. Должны быть рассмотрены все возможные комбинации

плотности и пространственного расположения, способные приводить к

большим рассчитанным значениям k , и в ООБ должно быть проведено

eff

обсуждение, демонстрирующее, что было определено максимальное

значение k . На рис. VII.1 (не приводится) представлены

eff

некоторые примеры графиков изменения k от плотности воды как

eff

замедлителя в промежутках между упаковками, иллюстрирующие

характеристики замедления, поглощения и отражения, которые могут

учитываться при оценке безопасности упаковочного комплекта. Кривые

A, B и C представляют партии, для которых партия упаковок имеет

сверхзамедление, и возрастание замедления на воде лишь уменьшает

(кривые B и C) или не оказывает никакого влияния (кривая A) на

значение k . Кривые D, E и F представляют партии, для которых

eff

партия является "недозамедленной" при нулевой плотности воды, и

увеличение плотности замедлителя в промежутках вызывает увеличение

k . Затем с дальнейшим возрастанием плотности воды начинает

eff

влиять поглощение нейтронов, нейтронное взаимодействие между

упаковками уменьшается и k становится постоянным (кривая D)

eff

или уменьшается (кривые E и F). Пиковые эффекты, подобные

показанным на кривых E и F, могут наблюдаться при очень низкой

плотности замедлителя (например, при 0,001 - 0,1 доле от полной

плотности). Поэтому следует внимательно подходить к выбору

значений плотности замедлителя в промежутках при выполнении

расчетов для поиска максимального значения k . Следует заметить,

eff

что при расчете отдельной единичной упаковки требуется учитывать

только водный отражатель толщиной 20 см; соответственно в случае

хорошо дистанциированной партии (более 20 см), k для одной

eff

упаковки в аварийных условиях может оказаться больше, чем

рассчитанный в модели для отдельной единичной упаковки (это

зависит от эффектов, рассмотренных в пп. 677 и 678 (пп. 2.12.7 и

2.12.4 НП-053-04, соответственно). Кривая G представляет партию,

для которой оптимальная плотность замедлителя в промежутках не

была достигнута даже при полной плотности воды. В этой ситуации

заявителю следует увеличивать межцентровое расстояние между

упаковками партии и повторно рассчитывать все варианты.

VII.57. При выполнении оценки безопасности по критичности

следует обеспечивать рассмотрение наиболее реактивной конфигурации

упаковок в партии. При исследовании различного расположения партии

следует учитывать конкурирующие влияния утечки из партии и

взаимодействия упаковок в партии. В партиях, расположенных с

минимальным отношением поверхности к объему, уменьшается утечка и

должен, попросту говоря, достигаться максимальный k . Следует

eff

рассматривать предпочтительное геометрическое расположение

упаковок в партии. Например, для некоторых упаковок (например,

содержащих делящиеся материалы, размещенные не в центре)

необходимость оптимизировать взаимодействие может означать, что

партия более реактивна, когда упаковки сгруппированы в один или

два слоя. Необходимо также учитывать влияние наружного водного

отражателя. В отдельных случаях может быть малое количество

замедлителя в партии, поэтому увеличение площади поверхности может

приводить к большему замедлению и, возможно, большей реактивности.

Точное расположение упаковки может быть представлено в упрощенном

виде при наличии определенного обоснования. Например, было

показано, что треугольное шаговое расположение упаковок в простых

случаях может быть представлено соответствующим образом

модифицированной моделью расположения в виде квадратной шаговой

решетки [VII.22]. В более сложных случаях (даже для кубических

упаковок) эффект от треугольного расположения может быть важным,

поскольку доминирующим фактором может оказаться взаимодействие

трех упаковок, расположенных в вершинах треугольника. Поскольку

здесь присутствует столь много конкурирующих эффектов, любое

упрощение, сделанное в ходе анализа, требует обоснования;

что-либо, представляющееся очевидным в отношении утечки из партии,

может быть не столь очевидным в отношении взаимодействия упаковок.

Для всех конечных партий упаковок следует учитывать отражение со

всех сторон от слоя воды толщиной не менее 20 см при полной

плотности воды.