Ядерная колба - Nuclear flask

Вагон с транспортной кабиной, в которой находится контейнер для ядерных отходов, на Бристоль

А ядерная колба это транспортный контейнер что используется для перевозки активные ядерные материалы между атомная электростанция и установки по переработке отработавшего топлива.

Каждый транспортный контейнер спроектирован таким образом, чтобы сохранять целостность при нормальных условиях транспортировки и в условиях гипотетической аварии. Они должны защищать свое содержимое от повреждений со стороны внешнего мира, например от ударов или пожара. Они также должны удерживать свое содержимое от утечки, как для физической утечки, так и для радиологической защиты.

Типовой контейнер для перевозки ОЯТ, установленный на железнодорожном вагоне

Контейнеры для перевозки отработавшего ядерного топлива используются для перевозки отработанное ядерное топливо[1] используется в атомная электростанция и исследовательские реакторы на свалки, такие как ядерная переработка центр в COGEMA La Hague сайт.

Международный

объединенное Королевство

Поезд с ядерными колбами возле Селлафилд установка по переработке отработавшего ядерного топлива в Великобритании

Железнодорожные резервуары используются для перевозки отработавшего топлива из атомные электростанции в Великобритании и Селлафилд установка по переработке отработавшего ядерного топлива. Каждая фляга весит более 50 тонн и обычно транспортирует не более 2,5 тонн отработанное ядерное топливо.[2]

За последние 35 лет British Nuclear Fuels plc (BNFL) и его дочерняя компания PNTL осуществили более 14 000 перевозок 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. BNFL разработала, лицензировала и в настоящее время владеет и эксплуатирует парк из примерно 170 контейнеров конструкции Excellox.[нужна цитата ] BNFL имеет парк транспортных контейнеров для перевозки SNF для объединенное Королевство, континентальный Европа, и Япония за переработка.

В Великобритании была проведена серия публичных демонстраций.[нужна цитата ] в которых емкости с отработавшим топливом (загруженные стальными стержнями) подвергались моделированию аварийных условий. Произвольно выбранная колба (никогда не использовался для хранения отработанного топлива) с производственной линии сначала был сброшен с башни. Колбу роняли таким образом, чтобы самая слабая ее часть первой упала на землю. Крышка колбы была слегка повреждена, но из колбы выходило очень мало материала. Из колбы вылилось немного воды, но считалось, что в реальной аварии утечка радиоактивности, связанной с этой водой, не будет угрозой для людей или окружающей их среды.

Для второго испытания ту же колбу закрыли новой крышкой, снова наполнив ее стальными прутьями и водой, прежде чем поезд въехал в нее на высокой скорости. Фляга уцелела с косметическими повреждениями, а поезд был уничтожен. Хотя это и называется испытанием, фактические нагрузки, которым подверглась колба, были значительно ниже тех, на которые они рассчитаны, так как большая часть энергии от столкновения была поглощена поездом, а также при перемещении колбы на некоторое расстояние. в учебном центре на Электростанция Хейшем 1.

Описание

Представленный в начале 1960-х годов, Магнокс колбы состоит из четырех слоев; внутренний пропускать содержащие отходы; направляющие и протекторы вокруг скипа; все они находятся в стальном основном корпусе колбы толщиной 370 миллиметров (15 дюймов) с характерными охлаждающими ребрами; и (с начала 1990-х) транспортная кабина из панелей, которые обеспечивают внешний корпус. Колбы для мусора из позднего усовершенствованный реактор с газовым охлаждением электростанции аналогичны, но имеют более тонкие стальные основные стены толщиной 90 миллиметров (3,5 дюйма), чтобы оставить место для обширных внутренних свинцовая защита. Колба защищена болт засов что предотвращает доступ к контенту во время передачи.[3]

Транспорт

Все колбы принадлежат Управление по снятию с эксплуатации ядерных установок, владельцы Прямые железнодорожные перевозки. Поезд, перевозящий фляги, будет тянуться двумя локомотивами, либо 20 класс или же 37 класс, но Класс 66 и Класс 68 все чаще используются локомотивы; локомотивы используются парами в качестве меры предосторожности на случай отказа одного из них в пути. Гринпис протестовать против того, что фляги в железнодорожном транспорте представляют опасность для пассажиров, стоящих на платформах, хотя многие испытания, проведенные Руководитель по охране труда и технике безопасности доказали, что пассажирам безопасно стоять на платформе, пока мимо проходит фляга.[4]

Безопасность

1980-е Испытательный трек Old Dalby проверьте колбу в наиболее уязвимом положении. Видеозаписи доступны на различных хостингах.[5]

В ударопрочность колбы была продемонстрирована публично, когда Британский железнодорожный класс 46 локомотив был насильственно загнан в сошедшую с рельсов колбу (содержащую воду и стальные стержни вместо радиоактивного материала) на скорости 100 миль в час (160 км / ч); фляга имела минимальные поверхностные повреждения без нарушения ее целостности, в то время как и вагон-платформа, и локомотив были более или менее разрушены.[5] Кроме того, колбы нагревали до температуры более 800 ° C (1470 ° F), чтобы доказать безопасность в случае пожара.[нужна цитата ] Однако критики[ВОЗ? ] считают тестирование некорректным по разным причинам. Утверждается, что тепловое испытание значительно ниже, чем у теоретических наихудших пожаров в туннеле.[нужна цитата ] и в худшем случае сегодня будет скорость закрытия около 170 миль в час (270 км / ч).[нужна цитата ] Тем не менее, было несколько аварий с фляжками, включая сход с рельсов, столкновения и даже падение фляги во время перехода с поезда на дорогу, при этом утечки не произошло.[нужна цитата ]

Были обнаружены проблемы, когда колбы «потеют», когда небольшие количества радиоактивного материала, абсорбированного краской, мигрируют на поверхность, вызывая риск загрязнения. Исследования[6][7] определили, что 10–15% колб в Соединенном Королевстве страдают от этой проблемы, но ни одна из них не превышает рекомендуемые международные пределы безопасности. Было обнаружено, что аналогичные колбы в континентальной Европе незначительно превышают пределы загрязнения во время тестирования, и были введены дополнительные процедуры мониторинга. Чтобы снизить риск, современные вагоны-фляги в Великобритании снабжены запирающейся крышкой, чтобы гарантировать, что любое поверхностное загрязнение остается внутри контейнера, и все контейнеры проверяются перед отправкой, а те, которые превышают уровень безопасности, очищаются до тех пор, пока они не будут в пределах лимита.[нужна цитата ] В отчете 2001 года были определены потенциальные риски и меры, которые необходимо предпринять для обеспечения безопасности.[8]

Соединенные Штаты

Типичный небольшой транспортировочный контейнер с ОЯТ на грузовике
Контейнер для ядерных отходов из Сайт национальной безопасности Невады транспортируется по дорогам общего пользования

в Соединенные Штаты приемлемость конструкции каждого контейнера оценивается в соответствии с разделом 10, часть 71 Свода федеральных правил (судовые контейнеры других стран, возможно, за исключением России, спроектированы и испытаны в соответствии с аналогичными стандартами (Правила Международного агентства по атомной энергии для Безопасная транспортировка радиоактивных материалов »№ ТС-Р-1)). Проекты должны демонстрировать (возможно, путем компьютерного моделирования) защиту от радиологического выброса в окружающую среду при всех четырех из следующих гипотетических аварийных условий, рассчитанных на 99% всех аварий:

  • Свободное падение с высоты 9 метров (30 футов) на твердую 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 на глубину 0,9 метра (3 фута).
  • Кроме того, неповрежденный пакет необходимо подвергнуть часовому погружению на глубину 200 метров (655 футов).

Кроме того, с 1975 по 1977 гг. Сандийские национальные лаборатории проведены полномасштабные краш-тесты контейнеров для перевозки отработавшего ядерного топлива.[9][10] Хотя бочки были повреждены, ни одна не протекла.[11]

Хотя Министерство транспорта США (DOT) несет основную ответственность за регулирование безопасной перевозки радиоактивных материалов в Соединенных Штатах, Комиссия по ядерному регулированию (NRC) требует, чтобы лицензиаты и перевозчики, участвующие в перевозках отработавшего топлива:

  • Следуйте только утвержденным маршрутам;
  • Обеспечение вооруженного сопровождения в густонаселенных районах;
  • Использовать иммобилизирующие устройства;
  • Обеспечение мониторинга и резервной связи;
  • Перед отправкой согласовывать с правоохранительными органами; и
  • Сообщите заранее NRC и государства, через которые будут проходить поставки.

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

Пожар в туннеле поезда в Балтиморе

Основная статья: Пожар в туннеле на Ховард-стрит

18 июля 2001 г. грузовой поезд, перевозивший опасные (неядерные) материалы, сошел с рельсов и загорелся при проезде через железнодорожный туннель на Ховард-стрит в центре города. Балтимор, Мэриленд, Соединенные Штаты.[12] Огонь продолжался 3 дня при температуре до 1000 ° C (1800 ° F).[13] Поскольку бочки рассчитаны на 30-минутный пожар при 800 ° C (1475 ° F), было сделано несколько отчетов о неспособности бочек пережить пожар, подобный балтиморскому. Однако ядерные отходы никогда не будут транспортироваться вместе с опасными (легковоспламеняющимися или взрывоопасными) материалами одним и тем же поездом или путём.[нужна цитата ]

Штат Невада

Штат Невада, Соединенные Штаты Америки, 25 февраля 2003 г. выпустили отчет под названием «Последствия пожара в туннеле в Балтиморе для полномасштабных испытаний транспортных контейнеров». В докладе говорится о гипотетической аварии с отработавшим ядерным топливом, возникшей в результате пожара в Балтиморе:[13]

  • «Готовый контейнер сталь-свинец-сталь 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)"
  • «Смертность от скрытого рака: 4000–28000 за 50 лет (200–1400 в течение первого года)»
  • «Стоимость очистки: 13,7 миллиарда долларов (в долларах 2001 г.)»

Национальная Академия Наук

В Национальная Академия Наук по запросу штата Невада подготовил отчет 25 июля 2003 г. В отчете сделан вывод о том, что необходимо сделать следующее:[14]

  • «Требуется 3-D модель (болты, уплотнения и т. Д.) Больше, чем контейнер HI-STAR для экстремальных условий пожара».
  • «Для анализа безопасности и риска контейнеры должны подвергаться физическим испытаниям на предмет уничтожения».
  • «NRC должна выпустить все тепловые расчеты; Holtec утаивает якобы конфиденциальную информацию ".

NRC

Комиссия по ядерному регулированию США опубликовала отчет в ноябре 2006 года. В нем говорится:[12]

Результаты этой оценки также убедительно указывают на то, что ни частицы отработавшего ядерного топлива (ОЯТ), ни продукты деления не будут выбрасываться из транспортной упаковки отработавшего топлива, содержащей неповрежденное отработавшее топливо, участвовавшее в серьезном пожаре в туннеле, таком как пожар в туннеле в Балтиморе. Ни в одной из трех конструкций корпуса, проанализированных для сценария пожара в туннеле в Балтиморе (TN-68, HI-STAR 100 и NAC LWT), не было внутренних температур, которые могли бы привести к разрыву оболочки твэла. Следовательно, радиоактивный материал (т.е. частицы ОЯТ или продукты деления) будет оставаться внутри топливных стержней.
У HI-STAR 100 не будет утечки, потому что внутренняя сварная канистра остается герметичной. Хотя выпуск маловероятен, потенциальные выпуски, рассчитанные для рельсового пакета TN-68 и грузового пакета NAC LWT, показывают, что любой выпуск CRUD из любого пакета будет очень небольшим - меньше, чем количество A2.

Канада

Для сравнения: транспортировка отработавшего ядерного топлива в Канада. Транспортные контейнеры были разработаны для автомобильного и железнодорожного транспорта, и регулирующий орган Канады, Канадская комиссия по ядерной безопасности, получил одобрение на контейнеры, которые также могут использоваться для барж. Правила Комиссии запрещают раскрывать информацию о местонахождении, маршрутах и ​​сроках перевозки ядерных материалов, таких как отработавшее топливо.[15][уточнить ]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ «Типы упаковок, используемых для перевозки радиоактивных материалов» (PDF). Всемирный институт ядерного транспорта. Получено 2019-07-12.
  2. ^ Следственный комитет по поездам с ядерными отходами: проверка перевозки ядерных отходов поездом через Лондон (2001), пункт 3.17 (стр.11)
  3. ^ «Характеристики колбы» (PDF). Гринпис. Получено 22 февраля 2014.
  4. ^ «Вопрос о железнодорожных перевозках радиоактивных материалов - Хинкли-Пойнт». www.onr.org.uk. Получено 2017-05-11.
  5. ^ а б "Крушение поезда 1984 - испытание ядерной фляги". 8 сентября 2008 г. - через YouTube.
  6. ^ Компетентные органы, 1998 г., «Поверхностное загрязнение при транспортировке отработавшего ядерного топлива: общий отчет компетентных органов Франции, Германии, Швейцарии и Великобритании», октябрь 1998 г.
  7. ^ Министр транспорта: парламентский ответ от 10 июня 1998 г. (см. Hansard)
  8. ^ Следственный комитет по поездам с ядерными отходами: проверка перевозки ядерных отходов поездом через Лондон, октябрь 2001 г.
  9. ^ «Полномасштабные краш-тесты Сандии, 1975-1977». Sandia. В архиве из оригинала 23.03.2011. Получено 2019-07-11.
  10. ^ «Транспортировка ядерных отходов - краш-тесты». www.nuclearfaq.ca.
  11. ^ «Национальные лаборатории Сандиа - выпуски новостей». www.sandia.gov.
  12. ^ а б Пакет для транспортировки отработавшего топлива. Реагирование на сценарий пожара в туннеле в Балтиморе (NUREG / CR-6886), Ноябрь 2006 г., Комиссия по ядерному регулированию США, Проверено 2007-6-8
  13. ^ а б Последствия пожара в железнодорожном туннеле в Балтиморе для полномасштабных испытаний транспортных контейнеров, 25 февраля 2003 г., Штат Невада, Проверено 2007-6-8
  14. ^ Балтиморский туннельный пожар, 25 июля 2003 г., Штат Невада, Проверено 2007-6-8
  15. ^ Канадская комиссия по ядерной безопасности

Эта статья включаетматериалы общественного достояния от Правительство США документ: "Пакет для транспортировки отработавшего топлива - Реагирование на сценарий пожара в туннеле в Балтиморе (NUREG / CR-6886) ".

внешняя ссылка