Ядерная колбу является транспортировочным контейнером , который используется для транспортировки активных ядерных материалов между АЭС и отработавшим топливом по переработке.
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, таких как удары или огонь. Они также должны удерживать свое содержимое от утечки, как для физической утечки, так и для радиологической защиты.
Контейнеры для перевозки отработавшего ядерного топлива используются для транспортировки отработавшего ядерного топлива [1], используемого на атомных электростанциях и исследовательских реакторах, на места захоронения, такие как центр ядерной переработки на площадке COGEMA в Ла-Хаге .
Международный [ править ]
Соединенное Королевство [ править ]
Контейнеры, перевозимые по железной дороге, используются для перевозки отработавшего топлива с атомных электростанций в Великобритании и с завода по переработке отработавшего ядерного топлива в Селлафилде . Каждая колба весит более 50 тонн и обычно перевозит не более 2,5 тонн отработавшего ядерного топлива . [2]
За последние 35 лет компания British Nuclear Fuels plc (BNFL) и ее дочерняя компания PNTL осуществили более 14000 перевозок ОЯТ в контейнерах по всему миру, перевезя более 9000 тонн ОЯТ на расстояние более 16 миллионов миль по автомобильным, железнодорожным и морским путям без радиологических выбросов. Компания BNFL спроектировала, лицензировала и в настоящее время владеет и эксплуатирует парк из примерно 170 контейнеров конструкции Excellox. [ необходима цитата ] BNFL поддерживает парк транспортных контейнеров для перевозки ОЯТ в Соединенное Королевство , континентальную Европу и Японию на переработку .
В Великобритании была проведена серия публичных демонстраций [ необходима цитата ], на которых фляги с отработавшим топливом (загруженные стальными стержнями) были подвергнуты моделированию аварийных условий. Случайно выбранную колбу ( никогда не использовавшуюся для хранения отработанного топлива ) из производственной линии сначала сбрасывали с башни. Колбу бросали так, чтобы самая слабая ее часть первой ударилась о 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 сохранилась только 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, поскольку большая часть энергии столкновения была поглощена поездом, а также при перемещении колбы на некоторое расстояние. Эта фляга выставлена в учебном центре на электростанции Heysham 1 .
Описание [ править ]
Колбы Magnox, представленные в начале 1960-х годов, состоят из четырех слоев; внутренний контейнер для отходов; направляющие и протекторы вокруг скипа; все они заключены в стальной основной корпус самой 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 отходов из более поздних усовершенствованных электростанций с реакторами с газовым охлаждением аналогичны, но имеют более тонкие стальные основные стенки толщиной 90 миллиметров (3,5 дюйма), чтобы оставить место для обширной внутренней свинцовой защиты . Колба защищена болт засов , который предотвращает содержимое от несанкционированного доступа во время транспортировки. [3]
Транспорт [ править ]
Все резервуары принадлежат Управлению по снятию с эксплуатации ядерных объектов, владельцам Direct Rail Services . Поезд, перевозящий фляги, будет буксировать двумя локомотивами класса 20 или 37 , но все чаще используются локомотивы классов 66 и 68 ; локомотивы используются парами в качестве меры предосторожности на случай отказа одного из них в пути. Гринпис протестует против того, что фляги в железнодорожном транспорте представляют опасность для пассажиров, стоящих на платформах, хотя многие тесты, проведенные Управлением по охране здоровья и безопасности , доказали, что пассажирам безопасно стоять на платформе, когда фляга проходит мимо. [4]
Безопасность [ править ]
Ударопрочность колбы была продемонстрирована публично , когда British Rail Класс 46 локомотивов был принудительно загнан в колбу (рельсов , содержащей воду и стальные стержни в месте радиоактивного материала) при 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 при пожаре. [ необходима цитата ] Однако критики [ кто? ]считают тестирование некорректным по разным причинам. Утверждается, что тепловое испытание значительно ниже, чем у теоретических наихудших пожаров в туннеле [ необходима цитата ], а в наихудшем случае сегодняшнего удара скорость закрытия составит около 170 миль в час (270 км / ч). [ необходима цитата ] Тем не менее, было несколько аварий с флягами, включая сход с рельсов, столкновения и даже флягу, которая упала во время перехода с поезда на дорогу, при этом утечки не произошло. [ необходима цитата ]
Были обнаружены проблемы, когда колбы «потеют», когда небольшие количества радиоактивного материала, абсорбированного краской, мигрируют на поверхность, вызывая риск загрязнения. Исследования [6] [7] показали, что 10–15% флаконов в Соединенном Королевстве страдали от этой проблемы, но ни один из них не превышал 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 британские фляги для фляг оснащены 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. [цитата необходима ]В отчете 2001 года были определены потенциальные риски и меры, которые необходимо предпринять для обеспечения безопасности. [8]
Соединенные Штаты [ править ]
В Соединенных Штатах приемлемость конструкции каждой бочки 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 (International Atomic Energy Агентство «Правила безопасной перевозки радиоактивных материалов» № ТС-Р-1)). Проекты должны демонстрировать (возможно, путем компьютерного моделирования) защиту от радиологического выброса в окружающую среду во всех четырех 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)
- Погружение на глубину 0,9 метра (3 фута) на 8 часов.
- Кроме того, неповрежденная упаковка должна быть на час погружена в воду на глубину 200 метров (655 футов).
Кроме того, между 1975 и 1977 годами Sandia National Laboratories провела полномасштабные краш-тесты контейнеров для перевозки отработавшего ядерного топлива. [9] [10] Хотя бочки были повреждены, ни одна не протекала. [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;
- Обеспечивать вооруженное сопровождение в густонаселенных районах;
- Использовать иммобилизирующие устройства;
- Обеспечение мониторинга и резервной связи;
- Перед отправкой согласовывать с правоохранительными органами; и
- Заранее уведомить NRC и государства, через которые будут проходить грузы.
С 1965 года около 3000 партий отработавшего ядерного топлива были безопасно перевезены по автомагистралям, водным и железным дорогам США.
Пожар в туннеле поезда в Балтиморе [ править ]
18 июля 2001 года грузовой поезд, перевозивший опасные (неядерные) материалы, сошел с рельсов и загорелся при проезде через железнодорожный туннель на Ховард-стрит в центре Балтимора, штат Мэриленд , США . [12] Огонь продолжался 3 дня при температуре до 1000 ° C (1800 ° F). [13] Поскольку бочки рассчитаны на 30-минутный пожар при температуре 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. [ необходима цитата ]
Штат Невада [ править ]
25 февраля 2003 г. штат Невада , США , опубликовал отчет, озаглавленный «Последствия пожара в туннеле на балтиморской железной дороге для полномасштабных испытаний транспортных контейнеров». Балтиморский пожар: [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 км 2 )»
- «Смертность от скрытого рака: 4000–28000 за 50 лет (200–1400 в течение первого года)»
- «Стоимость уборки: 13,7 миллиардов долларов (в долларах 2001 г.)»
Национальная академия наук [ править ]
Национальной академии наук , по просьбе штата Невада, подготовила доклад 25 июля 2003 г. В докладе 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 опубликовать все тепловые расчеты; Holtec не раскрывает информацию, якобы являющуюся собственностью компании».
NRC [ править ]
Комиссия по ядерному регулированию США опубликовала отчет в ноябре 2006 года. В нем сделан вывод: [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 одна из трех конструкций корпуса, проанализированных для сценария пожара в туннеле в Балтиморе (TN-68, HI-STAR 100 и NAC LWT), не испытала внутренних температур, которые могли бы привести к разрыву оболочки твэла. Следовательно, радиоактивный материал (например, 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 [ править ]
Для сравнения: транспортировка отработавшего ядерного топлива в Канаде ограничена . Транспортные контейнеры были разработаны для автомобильного и железнодорожного транспорта, и регулирующий орган Канады, Комиссия по ядерной безопасности Канады , предоставил разрешение на использование контейнеров, которые также могут использоваться для перевозки на баржах. Правила Комиссии запрещают раскрывать информацию о местонахождении, маршрутах и сроках перевозки ядерных материалов, таких как отработавшее топливо. [15] [ указать ]
Международный морской транспорт [ править ]
Ядерные баллоны с отработавшим ядерным топливом иногда перевозят морем для переработки или перемещения в хранилище. Суда, принимающие эти грузы, классифицируются Международной морской организацией по разным категориям INF-1, INF-2 или INF-3 . Кодекс был введен в качестве добровольной системы 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 эту классификацию, суда должны соответствовать ряду конструктивных стандартов и стандартов безопасности. [16]Суда, используемые для перевозки отработавшего ядерного топлива, как правило, построены специально для этой цели и обычно называются перевозчиками ядерного топлива. Мировой флот включает суда под флагами Великобритании, Японии, Российской Федерации, Китая и Швеции.
См. Также [ править ]
- Радиоактивные отходы
- Хранение сухих контейнеров
- Бассейн отработавшего топлива
- Ядерная переработка
Ссылки [ править ]
- ^ «Типы упаковок, используемых для транспортировки радиоактивных материалов» (PDF) . Всемирный институт ядерного транспорта . Проверено 12 июля 2019 .
- ^ Nuclear Waste Trains Следственный комитет: Проверка перевозки ядерных отходов поездом через Лондон (2001), параграф 3.17 (стр.11)
- ^ "Технические характеристики колбы" (PDF) . Гринпис . Проверено 22 февраля 2014 года .
- ^ «Вопрос о железнодорожном транспорте радиоактивных материалов - Хинкли-Пойнт» . www.onr.org.uk . Проверено 11 мая 2017 .
- ^ a b "Крушение поезда испытание 1984 - 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: парламентский ответ 10 июня 1998 г. (см. Hansard)
- ↑ Nuclear Waste Trains Следственный комитет: Рассмотрение перевозки ядерных отходов поездом через Лондон, октябрь 2001 г.
- ^ «Полномасштабные краш-тесты Сандии, 1975-1977» . Сандия . Архивировано 23 марта 2011 года . Проверено 11 июля 2019 .
- ^ «Транспортировка ядерных отходов - краш-тесты» . www.nuclearfaq.ca .
- ^ «Национальные лаборатории Сандиа - Пресс-релизы» . www.sandia.gov .
- ^ a b Пакет для транспортировки отработавшего топлива Ответ на сценарий пожара в туннеле в Балтиморе (NUREG / CR-6886) , ноябрь 2006 г., Комиссия по ядерному регулированию США , дата обращения 2007-6-8
- ^ a b Последствия пожара в туннеле в Балтиморе для полномасштабных испытаний транспортных контейнеров , 25 февраля 2003 г., штат Невада , проверено 2007-6-8
- ↑ Baltimore Tunnel Fire , 25 июля 2003 г., штат Невада , дата обращения 2007-6-8.
- ^ Канадская комиссия по ядерной безопасности
- ^ "Код ОЯТ и специально построенные суда" (PDF) . Всемирный институт ядерного транспорта . Проверено 20 декабря 2020 .
Эта статья включает материалы, являющиеся общественным достоянием, из документа правительства США : « Ответные меры пакета для транспортировки отработавшего топлива на сценарий пожара в туннеле в Балтиморе (NUREG / CR-6886) ».
Внешние ссылки [ править ]
 | Викискладе есть медиафайлы, связанные с контейнерами для ядерных отходов . |
- Ядерный транспорт в Великобритании (1999), жители Камбрии выступают против радиоактивной среды
- Крушение! Фотографии краш-теста поезда 1984 года
- Крушение поезда 1984 г. Кадры BBC News, показавшие краш-тест поезда 1984 г.
- Рекламный фильм Operation Smash Hit 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 по основным вопросам, которые необходимо решить , QuantSci Limited, для властей Большого Лондона (2001 г.)
- Транспортный совет США
- Комиссия по ядерному регулированию "Безопасность перевозки отработавшего топлива" (NUREG / BR-0292)
- Справочная информация Комиссии по ядерному регулированию о транспортировке отработавшего топлива и радиоактивных материалов
- Резюме про-ядерной группы
- Fuel Solutions Inc. (BFS), крупнейший в мире поставщик ядерных материалов
- Всемирный институт ядерного транспорта
