Ядерная колба

— Ядерная колба это транспортный контейнер , который используется для транспортировки активных ядерных материалов между атомной электростанцией и объектами по переработке отработавшего топлива.

Каждый транспортный контейнер спроектирован таким образом, чтобы сохранять его целостность как в нормальных условиях транспортировки, так и в условиях гипотетической аварии. Они должны защищать свое содержимое от повреждений из внешнего мира, таких как удары или пожар. Они также должны предохранять свое содержимое от утечки, как физической, так и радиологической защиты.

Контейнеры для перевозки отработавшего ядерного топлива используются для перевозки отработавшего ядерного топлива. ^[1] используется на атомных электростанциях и исследовательских реакторах, а также на объектах захоронения, таких как центр ядерной переработки на объекте COGEMA в Ла-Гаге .

Международный

Великобритания

Контейнеры, перевозимые по железной дороге, используются для перевозки отработавшего топлива с атомных электростанций в Великобритании и завода по переработке отработавшего ядерного топлива в Селлафилде . Каждая колба весит более 50 тонн (110 000 фунтов) и обычно перевозит не более 2,5 тонн (5 500 фунтов) отработанного ядерного топлива . ^[2]

За последние 35 лет компания British Nuclear Fuels plc (BNFL) и ее дочерняя компания PNTL осуществили более 14 000 поставок ОЯТ в контейнерах по всему миру, перевезя более 9 000 тонн ОЯТ на расстояние более 16 миллионов миль по автомобильным, железнодорожным и морским дорогам без радиологических выбросов. Компания BNFL спроектировала, лицензировала и в настоящее время владеет и управляет парком из примерно 170 контейнеров конструкции Excellox. ^{[ нужна ссылка ]} BNFL имеет парк транспортных контейнеров для отправкиОЯТ в Великобритании , континентальной Европе и Японии для переработки .

В Великобритании прошла серия публичных демонстраций ^[3] в котором контейнеры с отработавшим топливом (нагруженные стальными стержнями) подвергались моделированию аварийных условий. Случайно выбранная колба ( никогда не использовавшаяся для хранения отработанного топлива ) с производственной линии сначала была сброшена с башни. Колбу роняли так, чтобы самая слабая ее часть первой ударялась о землю. Крышка колбы была слегка повреждена, но из колбы вытекло очень мало материала. Из колбы вытекло немного воды, но считалось, что в случае реальной аварии выброс радиоактивности, связанной с этой водой, не будет представлять угрозы для людей или их окружающей среды.

Для второго испытания ту же самую колбу закрыли новой крышкой, снова наполнили стальными прутьями и водой, прежде чем в нее на высокой скорости въехал поезд. Пока поезд был разрушен, колба уцелела, получив лишь косметические повреждения. Хотя это и называется испытанием, фактические напряжения, которым подверглась колба, были значительно ниже тех, на которые она рассчитана, поскольку большая часть энергии от столкновения была поглощена поездом и при перемещении колбы на некоторое расстояние.Эта колба выставлена в учебном центре на электростанции Хейшам 1 .

Описание

, представленные в начале 1960-х годов, Колбы Magnox состоят из четырех слоев; внутренний скип, содержащий отходы; направляющие и ограждения, окружающие скип; все это содержится в стальном основном корпусе колбы толщиной 370 миллиметров (15 дюймов) с характерными охлаждающими ребрами; и (с начала 1990-х годов) транспортная кабина из панелей, образующих внешний корпус. Контейнеры для отходов более поздних электростанций с усовершенствованными газоохлаждаемыми реакторами аналогичны, но имеют более тонкие стальные основные стенки толщиной 90 миллиметров (3,5 дюйма), чтобы оставить место для обширной внутренней свинцовой защиты . Фляга защищена засовом , который предотвращает доступ к содержимому во время транспортировки. ^[4]

Транспорт

Все колбы принадлежат Управлению по выводу из эксплуатации ядерных объектов , владеющему компанией Direct Rail Services . Поезд, перевозящий фляги, будет буксироваться двумя локомотивами класса 20 или класса 37 , но классов 66 и 68 все чаще используются локомотивы ; локомотивы используются парами в качестве меры предосторожности на случай, если один из них выйдет из строя в пути. Гринпис протестует против того, что фляги при железнодорожном транспорте представляют опасность для пассажиров, стоящих на платформах, хотя многие тесты, проведенные Управлением по охране труда и технике безопасности, доказали, что пассажирам безопасно стоять на платформе, когда мимо проезжает фляжка. ^[5]

Безопасность

Аварийность локомотив колбы была публично продемонстрирована, когда British Rail класса 46 насильно въехал в сошедшую с рельсов колбу (содержащую воду и стальные стержни вместо радиоактивного материала) на скорости 100 миль в час (160 км/ч); фляга получила минимальные поверхностные повреждения без нарушения ее целостности, в то время как бортовой вагон, перевозивший ее, и локомотив были более или менее разрушены. ^[6] Кроме того, колбы нагревали до температуры более 800 ° C (1470 ° F), чтобы обеспечить безопасность при пожаре. ^{[ нужна ссылка ]} Однако критики ^{[ ВОЗ? ]} считают тестирование ошибочным по разным причинам. Утверждается, что тепловое испытание значительно ниже, чем при теоретическом наихудшем случае пожара в туннеле. ^{[ нужна ссылка ]} и в худшем случае сегодня столкновение будет иметь скорость закрытия около 170 миль в час (270 км/ч). ^{[ нужна ссылка ]} Тем не менее, произошло несколько несчастных случаев с флягами, в том числе сходы с рельсов, столкновения и даже падение фляги при пересадке с поезда на дорогу, без каких-либо утечек. ^{[ нужна ссылка ]}

Были обнаружены проблемы, когда колбы «потеют», когда небольшое количество радиоактивного материала, поглощенного краской, мигрирует на поверхность, вызывая риск загрязнения. Исследования ^[7]^[8] выявили, что 10–15% колб в Соединенном Королевстве страдают от этой проблемы, но ни одна из них не превысила рекомендуемые международные пределы безопасности. В ходе испытаний было обнаружено, что аналогичные колбы в материковой Европе незначительно превышают пределы загрязнения, и были введены дополнительные процедуры мониторинга. Чтобы снизить риск, современные британские вагоны с флягами оснащаются запирающейся крышкой, чтобы гарантировать, что любые поверхностные загрязнения остаются внутри контейнера, и все контейнеры проверяются перед отправкой, а контейнеры, превышающие уровень безопасности, очищаются до тех пор, пока они не окажутся в пределах допустимого. ^{[ нужна ссылка ]} В отчете 2001 года были определены потенциальные риски и действия, которые необходимо предпринять для обеспечения безопасности. ^[9]

Соединенные Штаты

В Соединенных Штатах приемлемость конструкции каждого контейнера оценивается в соответствии с разделом 10, часть 71 Кодекса федеральных правил (транспортные контейнеры других стран, возможно, за исключением российских, спроектированы и испытаны в соответствии с аналогичными стандартами (Международная комиссия по атомной энергии) Агентство «Правила безопасной перевозки радиоактивных материалов» № ТС-Р-1)). Проекты должны демонстрировать (возможно, путем компьютерного моделирования) защиту от радиационных выбросов в окружающую среду при всех четырех из следующих гипотетических аварийных условиях, рассчитанных на 99% всех аварий:

Свободное падение с высоты 9 метров (30 футов) на неподатливую поверхность.
Испытание на прокол, позволяющее контейнеру свободно упасть с высоты 1 метр (около 39 дюймов) на стальной стержень диаметром 15 сантиметров (около 6 дюймов).
30-минутный всепоглощающий огонь при температуре 800 градусов по Цельсию (1475 градусов по Фаренгейту).
8-часовое погружение в воду на глубину 0,9 метра (3 фута).
Кроме того, неповрежденную упаковку необходимо погрузить на один час в воду на глубину 200 метров (655 футов).

Кроме того, в период с 1975 по 1977 год Национальные лаборатории Сандии провели полномасштабные краш-тесты транспортных контейнеров с отработавшим ядерным топливом. ^[10]^[11] Хотя бочки были повреждены, ни одна из них не протекла. ^[12]

Хотя основная ответственность за регулирование безопасной перевозки радиоактивных материалов в Соединенных Штатах лежит на Министерстве транспорта США (DOT), Комиссия по ядерному регулированию (NRC) требует, чтобы лицензиаты и перевозчики, участвующие в перевозке отработавшего топлива:

Следуйте только утвержденным маршрутам;
Обеспечить вооруженное сопровождение густонаселенных районов;
Использовать устройства иммобилизации;
Обеспечить мониторинг и резервную связь;
Согласование с правоохранительными органами перед отправкой; и
Заранее уведомите NRC и государства, через которые будут проходить поставки.

С 1965 года по автомагистралям, водным путям и железным дорогам США было безопасно перевезено около 3000 партий отработавшего ядерного топлива.

Пожар в железнодорожном туннеле в Балтиморе

18 июля 2001 года грузовой поезд, перевозивший опасные (неядерные) материалы, сошел с рельсов и загорелся, проходя через железнодорожный туннель на Ховард-стрит в центре Балтимора, штат Мэриленд , США . ^[13] Пожар горел 3 дня, температура достигала 1000 ° C (1800 ° F). ^[14] Поскольку бочки рассчитаны на 30-минутный обжиг при температуре 800 °C (1475 °F), было сделано несколько сообщений о неспособности бочек пережить пожар, подобный пожару в Балтиморе. Однако ядерные отходы никогда не будут перевозиться вместе с опасными (горючими или взрывоопасными) материалами в одном поезде или на одном пути. ^{[ нужна ссылка ]}

Штат Невада

25 февраля 2003 года штат Невада , США , опубликовал отчет под названием «Последствия пожара в железнодорожном туннеле в Балтиморе для полномасштабных испытаний транспортных контейнеров». В отчете говорится о гипотетической аварии с отработанным ядерным топливом, основанной на Балтиморский пожар: ^[14]

«Заключенный стально-свинцово-стальной контейнер вышел бы из строя через 6,3 часа, монолитный стальной контейнер вышел бы из строя через 11-12,5 часов».
«Загрязненная территория: 32 квадратных мили (82 км²). ²)"
«Смерть от латентного рака: 4 000–28 000 за 50 лет (200–1 400 в течение первого года)»
«Стоимость очистки: 13,7 миллиардов долларов (доллары 2001 года)»

Национальная академия наук

Национальная академия наук по запросу штата Невада подготовила отчет 25 июля 2003 года. В отчете сделан вывод, что необходимо сделать следующее: ^[15]

«Необходима трехмерная модель (болты, уплотнения и т. д.) больше, чем контейнер HI-STAR для экстремальных пожароопасных условий».
«Для анализа безопасности и рисков контейнеры должны быть физически проверены на разрушение».
«NRC должна опубликовать все тепловые расчеты; Holtec скрывает якобы конфиденциальную информацию».

НРК

Комиссия по ядерному регулированию США опубликовала отчет в ноябре 2006 года. В нем был сделан вывод: ^[13]

Результаты этой оценки также убедительно показывают, что ни частицы отработавшего ядерного топлива (ОЯТ), ни продукты деления не будут высвобождаться из упаковки для транспортировки отработавшего топлива, содержащей неповрежденное отработавшее топливо, во время сильного пожара в туннеле, такого как пожар в туннеле в Балтиморе. Ни в одной из трех конструкций упаковок, проанализированных для сценария пожара в туннеле в Балтиморе (TN-68, HI-STAR 100 и NAC LWT), не наблюдались внутренние температуры, которые могли бы привести к разрыву топливной оболочки. Следовательно, радиоактивный материал (т.е. частицы ОЯТ или продукты деления) будет оставаться внутри топливных стержней.

От HI-STAR 100 выпуска не будет, потому что внутренняя сварная канистра остается герметичной. Хотя выброс маловероятен, потенциальные выбросы, рассчитанные для железнодорожной упаковки TN-68 и грузовой установки NAC LWT, указывают на то, что любой выброс CRUD из любой упаковки будет очень небольшим - меньше количества A2.

Канада

транспортировка отработавшего ядерного топлива ограничена Для сравнения: в Канаде . Транспортные контейнеры были разработаны для автомобильного и железнодорожного транспорта, а регулирующий орган Канады, Канадская комиссия по ядерной безопасности , предоставил разрешение на использование контейнеров, которые также могут использоваться для перевозки на баржах. Постановления комиссии запрещают раскрытие местонахождения, маршрута и сроков поставок ядерных материалов, таких как отработавшее топливо. ^[16]^{[ указать ]}

Международные морские перевозки

Ядерные контейнеры с отработавшим ядерным топливом иногда перевозятся морем для переработки или перемещения в хранилище. Суда, получающие эти грузы, классифицируются Международной морской организацией по-разному: INF-1, INF-2 или INF-3 . Кодекс был введен как добровольная система в 1993 году и стал обязательным в 2001 году. Аббревиатура «INF» означает «облученное ядерное топливо», хотя классификация также охватывает грузы «плутоний и высокоактивные отходы». Чтобы получить эти классификации, суда должны соответствовать ряду структурных стандартов и стандартов безопасности. ^[17] Суда, используемые для перевозки отработавшего ядерного топлива, обычно строятся специально и обычно называются перевозчиками ядерного топлива. Мировой флот включает суда под флагами Великобритании, Японии, Российской Федерации, Китая и Швеции.

См. также

Ссылки

^ «Типы упаковок, используемых для перевозки радиоактивных материалов» (PDF) . Всемирный институт ядерного транспорта . Проверено 12 июля 2019 г.
^ Следственный комитет по поездам с ядерными отходами: Проверка перевозки ядерных отходов поездом через Лондон (2001 г.), п. 3.17 (стр. 11)
^ Когда Британские железные дороги намеренно разбили поезд
^ «Технические характеристики колб» (PDF) . Гринпис . Проверено 22 февраля 2014 г.
^ «Вопрос о железнодорожных перевозках радиоактивных материалов – Хинкли-Пойнт» . www.onr.org.uk. Проверено 11 мая 2017 г.
^ Перейти обратно: ^а ^б «Крушение поезда в 1984 году — испытание ядерной колбы» . 8 сентября 2008 г. - через YouTube.
^ Компетентные органы, 1998 г. «Поверхностное загрязнение при транспортировке отработавшего ядерного топлива: общий отчет компетентных органов Франции, Германии, Швейцарии и Великобритании», октябрь 1998 г.
↑ Министр транспорта: ответ парламента от 10 июня 1998 г. (см. Hansard)
^ Следственный комитет по поездам с ядерными отходами: Проверка перевозки ядерных отходов поездом через Лондон, октябрь 2001 г.
^ «Полномасштабные краш-тесты Сандии, 1975–1977 годы» . Сандия . Архивировано из оригинала 23 марта 2011 г. Проверено 11 июля 2019 г.
^ «Транспортировка ядерных отходов – краш-тесты» . www.nuclearfaq.ca .
^ «Сандийские национальные лаборатории – Пресс-релизы» . www.sandia.gov .
^ Перейти обратно: ^а ^б Реакция упаковки для перевозки отработавшего топлива на сценарий пожара в туннеле в Балтиморе (NUREG/CR-6886) , ноябрь 2006 г., Комиссия по ядерному регулированию США , Проверено 8 июня 2007 г.
^ Перейти обратно: ^а ^б Последствия пожара в железнодорожном туннеле Балтимора для полномасштабных испытаний транспортных контейнеров , 25 февраля 2003 г., штат Невада , дата обращения 8 июня 2007 г.
↑ Пожар в туннеле в Балтиморе , 25 июля 2003 г., штат Невада , дата обращения 8 июня 2007 г.
^ Канадская комиссия по ядерной безопасности
^ «Кодекс РСМД и суда специальной постройки» (PDF) . Всемирный институт ядерного транспорта . Проверено 20 декабря 2020 г.

В этой статье использованы общедоступные материалы из Реагирование упаковки для перевозки отработавшего топлива на сценарий пожара в туннеле в Балтиморе (NUREG/CR-6886) . Правительство Соединенных Штатов .

Внешние ссылки

Ядерные перевозки в Великобритании (1999), Камбрийцы против радиоактивной среды
Крушение! Фотографии краш-теста поезда 1984 года.
Крушение поезда в 1984 году. Кадры BBC News о крушении поезда в 1984 году.
Рекламный фильм Operation Smash Hit, снятый для CEGB (впоследствии Magnox Electric Ltd) о краш-тесте поезда.
Риски транспортировки облученного топлива и ядерных материалов в Великобритании , Large & Associates, для Гринпис (2007 г.)
Справочный отчет об основных проблемах, которые необходимо решить , QuantSci Limited, для администрации Большого Лондона (2001 г.)
Транспортный совет США
Комиссия по ядерному регулированию «Безопасность перевозки отработавшего топлива» (НУРЭГ/BR-0292)
Справочный материал Комиссии по ядерному регулированию по транспортировке отработавшего топлива и радиоактивных материалов
Резюме проядерной группы
Fuel Solutions Inc.(BFS), крупнейший в мире поставщик ядерных материалов.
Всемирный институт ядерного транспорта

[1] «Типы упаковок, используемых для перевозки радиоактивных материалов» (PDF) . Всемирный институт ядерного транспорта . Проверено 12 июля 2019 г.

[2] Следственный комитет по поездам с ядерными отходами: Проверка перевозки ядерных отходов поездом через Лондон (2001 г.), п. 3.17 (стр. 11)

[3] Когда Британские железные дороги намеренно разбили поезд

[4] «Технические характеристики колб» (PDF) . Гринпис . Проверено 22 февраля 2014 г.

[5] «Вопрос о железнодорожных перевозках радиоактивных материалов – Хинкли-Пойнт» . www.onr.org.uk. Проверено 11 мая 2017 г.

[traintest-6] Перейти обратно: ^а ^б «Крушение поезда в 1984 году — испытание ядерной колбы» . 8 сентября 2008 г. - через YouTube.

[7] Компетентные органы, 1998 г. «Поверхностное загрязнение при транспортировке отработавшего ядерного топлива: общий отчет компетентных органов Франции, Германии, Швейцарии и Великобритании», октябрь 1998 г.

[8] Министр транспорта: ответ парламента от 10 июня 1998 г. (см. Hansard)

[9] Следственный комитет по поездам с ядерными отходами: Проверка перевозки ядерных отходов поездом через Лондон, октябрь 2001 г.

[sandia_tests-10] «Полномасштабные краш-тесты Сандии, 1975–1977 годы» . Сандия . Архивировано из оригинала 23 марта 2011 г. Проверено 11 июля 2019 г.

[11] «Транспортировка ядерных отходов – краш-тесты» . www.nuclearfaq.ca .

[12] «Сандийские национальные лаборатории – Пресс-релизы» . www.sandia.gov .

[nrctunnel-13] Перейти обратно: ^а ^б Реакция упаковки для перевозки отработавшего топлива на сценарий пожара в туннеле в Балтиморе (NUREG/CR-6886) , ноябрь 2006 г., Комиссия по ядерному регулированию США , Проверено 8 июня 2007 г.

[nvtunnel-14] Перейти обратно: ^а ^б Последствия пожара в железнодорожном туннеле Балтимора для полномасштабных испытаний транспортных контейнеров , 25 февраля 2003 г., штат Невада , дата обращения 8 июня 2007 г.

[15] Пожар в туннеле в Балтиморе , 25 июля 2003 г., штат Невада , дата обращения 8 июня 2007 г.

[16] Канадская комиссия по ядерной безопасности

[17] «Кодекс РСМД и суда специальной постройки» (PDF) . Всемирный институт ядерного транспорта . Проверено 20 декабря 2020 г.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]