ADS实验大厅中子防护工程技术研究

为了保障加速器驱动次临界系统(ADS)散裂靶与反应堆耦合特性及影响验证实验的顺利进行,以原子能院现有的临界实验装置为基础,对堆厅部分墙体进行屏蔽改造。建造由聚乙烯、镉、铅、钢以及混凝土等材料构成的屏蔽装置,以防止临界装置产生的射线外泄,使工作人员受到的照射保持在合理水平。通过MCNP模拟计算,完成了屏蔽结构的优化设计。基于槽钢支撑结构、铅屏蔽层、镉屏蔽层和聚乙烯屏蔽层等材料组成的组合屏蔽结构建立简化模型,采用ANSYS有限元分析程序计算分析得出各部分应力小于许用应力,稳定性符合要求。最后通过工程实践,完成对屏蔽性能理论计算结果的验证。     

放射性物品运输容器试验验证经验总结

我国放射性物品运输实施分类监管。试验是验证放射性物品运输容器安全性能最直接的手段。本文对放射性物品运输容器的试验要求与检测方法进行了综述,并对运输容器安全性能试验的经验进行了总结。     

某型乏燃料运输容器中子辐射屏蔽性能检测

中子辐射水平测量的可靠性是辐射屏蔽性能检测的难点。本文采用便携式中子测量仪和多球谱仪对某型乏燃料运输货包外部中子辐射水平进行了测量,并基于SCALE程序计算得到的乏燃料中子源项,采用MCNP程序模拟计算得到货包外部中子辐射水平。对测量结果和计算结果进行比较,分析相关影响因素,提出了优化测量方案的建议。     

放射性货包运输风险控制目标探讨

目的 提出制定我国放射性物质货包运输风险控制目标的初步建议,可为相关风险评价工作提供决策参考。方法 通过借鉴核电厂及非反应堆核设施相关安全目标研究的宝贵经验,对相关阈值划分和风险可接受边界进行讨论,并针对放射性货包运输的特点展开分析,提出以风险矩阵作为其风险目标的表达形式。结果 相关研究认为,对放射性物质货包运输来说,按照严重程度分类,结合其事故发生率,是一种较为合理的表征形式。结论 本文对放射性物质货包运输风险控制目标制定进行了初步的探索。要使得该风险矩阵能与实际运输活动的风险指引相适应,最终起到指导运输风险管理的作用,未来还需要更多研究成果的推动。     

放射源运输容器力学设计和试验验证

目的 设计一种用于运输工业辐照用特殊形式放射源的运输容器,通过试验验证运输容器的安全性能。方法 根据《放射性物品安全运输规程》和《放射性物质安全运输条例》中B(U)型货包的规定进行设计,设计的运输容器主要包括屏蔽容器、吊篮、防护罩及运输托架4部分组成,并对运输容器进行正常运输工况和运输事故工况下的3次跌落试验。结果 试验对容器外防护罩和保温层造成部分损坏,但防火层完整,不影响包装的密封和屏蔽功能,试验结果表明运输容器满足标准要求。结论 运输容器在正常运输工况和运输事故工况下的跌落测试后,包装的屏蔽和密封仍然有效,即该运输容器在规定的正常运输工况和运输事故工况下能保证放射源的运输安全。     

高温气冷堆新燃料运输货包的撞击事故分析

介绍了高温气冷堆新燃料运输货包严重撞击事故的仿真计算分析方法。根据实际货包结构及运输条件,确定了分析的严重撞击事故景象。通过有限元法计算分析了货包在不同姿态、不同速度下的碰撞结果,给出了容器不同部分及所装载的燃料组件的损坏情况。在此基础上,计算了严重事故景象下有效增殖因子k_eff。     

乏燃料后处理厂有机相燃烧事故研究进展

核能的广泛利用伴随着乏燃料的产生和累积,乏燃料后处理技术将乏燃料再循环利用受到重要推崇,但乏燃料后处理设施的安全是发展后处理技术的重要前提,后处理中的有机相着火事故作为后处理的设计基准事故之一,得到了国内外的重要关注。为分析后处理厂在有机相着火事故中,有机相的燃烧行为、放射性气溶胶的扩散和沉积、高效过滤器的性能等,美国、日本等国分别建立了实验设施并进行了有机相燃烧的实验研究。本文综合评述了国内外关于后处理厂有机相着火事故的试验技术方法和研究结果,提出了当前研究存在的问题以及未来有待进一步研究的方向。     

放射性物质运输容器缩比模型试验的数值模拟

目的为了解决使用放射性物质运输容器原型在真实环境中进行跌落冲击试验的困难,研究一种缩比模型,使缩比模型可代替原型进行试验。方法通过量纲分析中的Buckingham"Π定理",推导出缩比模型容器的比例定律。以简化的圆柱形放射性物质运输容器为例,采用ABAQUS动态显式算法对原型和1/4缩比模型,在事故条件下于9 m高处以底角跌落姿态冲击刚性地面的动态响应进行数值模拟。结果两模型力学性能(包括关键位置的应变、应力、加速度,以及与刚性地面之间的接触力)的变化规律与理论分析结果具有很好的一致性。结论在一定缩比范围内,比例定律适用于放射性物质运输容器缩比模型的试验测试,可为原容器的替代试验提供科学依据。     

高温气冷堆核电站示范工程新燃料运输辐射风险研究

探索了将概率安全评价（PSA）方法系统地应用于放射性物品运输的辐射风险评价,分析了高温气冷堆核电站示范工程（HTR-PM）新燃料元件公路运输的辐射风险。基于实际路况数据和可能的事故情景,选择货包辐射水平升高和临界两种事故工况进行了事故频率分析。分析表明：货包辐射水平升高事故的发生频率为4.21×10^-7（车•单次运输）^-1;临界事故的发生频率低于1×10^-13（车•单次运输）^-1,可不考虑其辐射后果。对事故后果估算的结果表明：货包辐射水平升高事故对应急人员造成的最大外照射剂量为0.55 mSv,对附近公众造成的最大外照射剂量为4.55×10^-3 mSv,其辐射影响是可接受的。总体辐射风险为1.24×10^-10人•Sv/(车•单次运输),其中撞击事故对风险的贡献最大。     

乏燃料容器设计中组件包壳的氢脆特性影响分析

目的针对高燃耗乏燃料在干法运输条件下存在的包壳脆性变化,探讨其对我国现阶段乏燃料运输及容器安全研究中以“组件结构保持完整”作为设计基准所带来的影响和考虑。方法结合锆包壳氢化物韧脆转变的机理,针对乏燃料离堆和运输过程对包壳性能变化进行分析,并根据美国“ISG-11”等技术导则中提出的判别准则,探讨事故载荷下高燃耗乏燃料包壳结构性能的变化。结果通常认为2G乏燃料不需要考虑其材料氢脆影响问题,而高燃耗的3G乏燃料则必须综合评价离堆及后续干法运输过程中各种因素变化对其性能的影响,以判断包壳的峰值温度、韧脆转变温度和温度变化幅度等是否会对事故工况下“其结构始终保持完整”的设计基准造成影响。结论随着我国进入3G高燃耗乏燃料密集运输的时代,在乏燃料运输容器设计及运输安全分析时更应充分考虑包壳材料氢脆特性影响下的乏燃料结构在事故载荷下的保持能力。