• Текст документа
  • Статус
Оглавление
Поиск в тексте
Действующий


РБ-018-01


РУКОВОДСТВА ПО БЕЗОПАСНОСТИ



МЕТОДИКА НЕЙТРОННОГО КОНТРОЛЯ НА ВНЕШНЕЙ ПОВЕРХНОСТИ
КОРПУСОВ ВОДО-ВОДЯНЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ РЕАКТОРОВ АЭС



Дата введения 2002-03-01



УТВЕРЖДЕНА постановлением Госатомнадзора России от 17 декабря 2001 г. N 14


Руководство по безопасности "Методика нейтронного контроля на внешней поверхности корпусов водо-водяных энергетических реакторов АЭС" предназначено для экспериментальной проверки расчетных методов, используемых для определения прогнозных данных о флюенсе быстрых нейтронов в критических точках корпусов водо-водяных энергетических реакторов, и может быть использовано для обоснования радиационной нагрузки корпуса реактора ВВЭР в целях проверки обоснованности заявленного срока службы.

Настоящее руководство разработано с целью реализации требований Норм расчета на прочность оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок (ПНАЭ Г-7-002-86), Правил устройства и безопасной эксплуатации оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок (ПНАЭ Г-7-008-89).

Документ выпускается впервые.

Документ разработан специалистами НТЦ ЯРБ Госатомнадзора России Бородкиным Г.И., Хренниковым Н.Н., Столбуновым А.Ю., Фединой Л.Е. при участии специалиста ЦМИИ ГНМЦ "ВНИИФТРИ" Григорьева Е.И. и профессора МИФИ Трошина B.C.

Список сокращений и основных обозначений

АЭС

- атомная электрическая станция

ВВЭР

- водо-водяной энергетический реактор

МВИ

- методика выполнения измерений

ППН

- плотность потока нейтронов, нейтр. /(смРБ-018-01 Методика нейтронного контроля на внешней поверхности корпусов водо-водяных энергетических реакторов АЭС·с)

ППП

- пик полного поглощения

ТВС

-тепловыделяющая сборка

РБ-018-01 Методика нейтронного контроля на внешней поверхности корпусов водо-водяных энергетических реакторов АЭС

- скорость накопления флюенса нейтронов, нейтр./(смРБ-018-01 Методика нейтронного контроля на внешней поверхности корпусов водо-водяных энергетических реакторов АЭС·с)

РБ-018-01 Методика нейтронного контроля на внешней поверхности корпусов водо-водяных энергетических реакторов АЭС

- активность в РБ-018-01 Методика нейтронного контроля на внешней поверхности корпусов водо-водяных энергетических реакторов АЭС-м нейтронно-активационном детекторе, приведенная на конец облучения и на одно ядро, Бк/ядро

РБ-018-01 Методика нейтронного контроля на внешней поверхности корпусов водо-водяных энергетических реакторов АЭС

- энергия нейтронов, МэВ

РБ-018-01 Методика нейтронного контроля на внешней поверхности корпусов водо-водяных энергетических реакторов АЭС

- интегральный по энергии флюенс нейтронов, нейтр./смРБ-018-01 Методика нейтронного контроля на внешней поверхности корпусов водо-водяных энергетических реакторов АЭС

РБ-018-01 Методика нейтронного контроля на внешней поверхности корпусов водо-водяных энергетических реакторов АЭС

- уровень доверительной вероятности

Термины и определения

________________
* В разделе не приведены термины и определения, имеющие общетехническое значение и определенные в ГОСТах или в других нормативных документах.

Детектор-монитор - нейтронно-активационный детектор, облучаемый совместно с другими детекторами или наборами детекторов, результаты измерений которого используются для приведения результатов измерений разных детекторов к одинаковым условиям облучения по пространственной переменной (например, для учета пространственной градиента поля быстрых нейтронов).

Детекторы флюенса нейтронов - нейтронно-активационные детекторы, которые облучаются длительное время (например, в течение кампании работы реактора) и период полураспада продукта реакции которых сравним с временем облучения.

История мощности реактора - фиксируемое во времени изменение полной тепловой мощности реактора относительно номинального значения.

Нейтронный контроль - определение отклика детекторов флюенса нейтронов на основе измерений их активности и последующая расчетно-экспериментальная оценка интегральных по времени характеристик поля нейтронов (флюенса, скорости накопления флюенса).

Отклик детектора - функционально зависимая от характеристик поля нейтронов характеристика облученного детектора (например, число реакций за время облучения или средняя за время облучения скорость реакции под действием нейтронов).

Скорость накопления флюенса быстрых нейтронов РБ-018-01 Методика нейтронного контроля на внешней поверхности корпусов водо-водяных энергетических реакторов АЭС - средняя за время накопления флюенса быстрых нейтронов (например, время кампании или облучения) ППН, приведенная к номинальному уровню тепловой мощности реактора.

1. Общие положения

1.1. Настоящее руководство по безопасности "Методика нейтронного контроля на внешней поверхности корпусов водо-водяных энергетических реакторов АЭС" (далее - РБ) разработано с целью реализации требований Норм расчета на прочность оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок (ПНАЭ Г-7-002-86), Правил устройства и безопасной эксплуатации оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок (ПНАЭ Г-7-008-89).

1.2. РБ содержит методику нейтронного контроля, предназначенную для экспериментальной проверки расчетных методов, используемых для определения прогнозных данных о флюенсе быстрых нейтронов в критических точках корпусов реакторов типа ВВЭР.

1.3. РБ определяет порядок и методические условия проведения измерений активности и отклика детекторов флюенса нейтронов, а также методические условия для расчетно-экспериментальной оценки флюенса, скорости накопления флюенса и спектральных характеристик поля нейтронов с использованием нейтронно-активационных детекторов, устанавливаемых на внешней поверхности корпусов ВВЭР действующих АЭС. Контролируемый энергетический диапазон нейтронов определяется его значимостью с точки зрения радиационного повреждения стали корпуса реактора и сравнения с расчетными результатами.

1.4. РБ применимо к действующим реакторам АЭС типа ВВЭР-440 и ВВЭР-1000.

1.5. РБ может быть использовано для обоснования радиационной нагрузки корпуса реактора ВВЭР в целях проверки обоснованности заявленного срока службы.

2. Основные принципы организации облучения детекторов флюенса нейтронов на внешней поверхности корпусов ВВЭР

2.1. Принципы размещения детекторов у корпуса реактора и их облучения

Для размещения детекторов на внешней поверхности корпуса используется специальное облучательное устройство. Его устанавливают в свободном от штатного измерительного оборудования пространстве воздушного зазора. Размеры зазора позволяют разместить устройство с детекторами так, чтобы исключалось их влияние на работу оборудования и систем реактора во время эксплуатации. Поскольку РБ рекомендует проведение разовых измерений (за время одной кампании работы реактора), облучательное устройство не создает помех при проведении регламентных профилактических работ в зазоре, так как должна предусматриваться легкая установка и снятие его во время открытия доступа к зазору.

Рекомендуемые способы, порядок установки и снятия устройства, размещения детекторов на устройстве описаны в приложении 1 (рекомендуемом). Пространственный диапазон размещения детекторов определяется конкретной задачей на конкретном реакторе.

3. Метод нейтронного контроля и основные объекты метрологического обеспечения нейтронно-активационных измерений на корпусах ВВЭР

3.1. Экспериментальный метод, заложенный в основу нейтронного контроля, - метод нейтронно-активационных измерений. Согласно этому методу, нейтронно-активационные детекторы (или детекторы флюенса нейтронов) облучаются в поле нейтронов. В детекторах происходит реакция активации или деления под действием нейтронов.

После окончания облучения измеряют наведенную активность в детекторе. По результатам измерений определяют отклик детектора - число реакций за время облучения или средняя за время облучения скорость реакции. Значения отклика детекторов являются первичной величиной для сравнения с расчетными данными.

Значения числа реакций или скоростей реакций могут использоваться для расчетно-экспериментальной оценки характеристик поля нейтронов - флюенса и скорости накопления флюенса нейтронов. Методом такой оценки применительно к нейтронному контролю за корпусом ВВЭР может быть метод эффективных пороговых сечений, метод восстановления спектра нейтронов или метод сравнения с расчетными скоростями реакций.

3.2. Особенности нейтронного контроля за корпусами ВВЭР, которые должны учитываться при выборе детекторов и обработке результатов измерений:

- облучение детекторов длится, как правило, в течение всей кампании работы реактора (около 300 сут.);

- активность детекторов измеряют через некоторое время после окончания облучения (примерно через неделю или более);

- температура среды во время облучения до 300 °С;

- значительный гамма-фон во время облучения;

- история мощности реактора может иметь сложный непрогнозируемый вид, зависимый от эксплуатационного режима;

- с использованием реакторных данных существует возможность расчета многогрупповых спектров нейтронов и гамма-квантов в любой точке корпуса и околокорпусного пространства.

3.3. Применяемые в данном методе нейтронного контроля средства измерений и методики должны быть метрологически обеспечены. В соответствии с особенностями метода нейтронно-активационных измерений выделены три вида объектов метрологического обеспечения:

- регламентированный набор нейтронно-активационных детекторов и облучательное устройство;

- специализированная радиометрическая установка на основе гамма-спектрометра с методикой выполнения измерений активности облученных детекторов;

- типовая методика определения отклика детекторов и контролируемых характеристик нейтронного поля по измеренной активности детекторов.

В разделах 4, 5 и 6 рассматриваются требования к указанным объектам.

4. Требования к нейтронно-активационным средствам измерений

4.1. Нейтронно-активационные средства измерений, применяемые при нейтронном контроле за корпусами ВВЭР, включают:

- регламентированный набор нейтронно-активационных детекторов с измерительной оснасткой;

- облучательное устройство.

4.2. Допускается использование стандартизованных нейтронно-активационных детекторов. Детекторы могут представлять собой диски с предпочтительным диаметром 3 или 10 мм.

Аттестованные характеристики детекторов - число ядер нуклида-мишени, масса (или массовая толщина) детектора; массовая толщина по нуклиду-мишени для детекторов по реакции (РБ-018-01 Методика нейтронного контроля на внешней поверхности корпусов водо-водяных энергетических реакторов АЭС, РБ-018-01 Методика нейтронного контроля на внешней поверхности корпусов водо-водяных энергетических реакторов АЭС). Детекторы должны быть проверены на отсутствие мешающих примесей. Погрешность числа ядер должна составлять 1-4% (уровень доверительной вероятности РБ-018-01 Методика нейтронного контроля на внешней поверхности корпусов водо-водяных энергетических реакторов АЭС принят равным 0,95).

Допускается применение нестандартизованных детекторов после аттестации их в установленном порядке.

4.3. Типы детекторов в наборе подбираются согласно требованиям конкретной задачи из реакций активации, перечень которых дан в приложении 2 (рекомендуемом).

Допускается расширение перечня по мере освоения новых реакций, чувствительных к контролируемому диапазону энергии нейтронов от 0,1 до 10 МэВ. Рекомендуется в набор детекторов включать реакции, чувствительные к тепловым нейтронам.

Характеристики, представленные в табл.П2-1РБ-018-01 Методика нейтронного контроля на внешней поверхности корпусов водо-водяных энергетических реакторов АЭСП2-3, рекомендуется использовать при планировании экспериментов.

4.4. Измерительная оснастка в сборке представляет собой различные капсулы-держатели и кадмиевые экраны, предназначенные для размещения набора детекторов в облучательном устройстве.

Состав сборки, геометрия заполнения, маркировка и другие сведения документируются в протоколе облучения.

4.5. Облучательное устройство предназначено для фиксации сборок при облучении. Рекомендации по облучательному устройству приведены в приложении 1.

4.6. Необходимая информация о подготовке и проведении облучения детекторов должна быть представлена в протоколе облучения. Она должна включать: сведения о формировании сборок детекторов согласно пункту 4.4; геометрию размещения сборок в облучательном устройстве; геометрию размещения устройства на корпусе реактора; данные о времени облучения и истории мощности реактора за время облучения; значения аттестованных характеристик детекторов, необходимых для последующей обработки результатов (могут быть даны ссылки на литературные источники, содержащие эти данные).

5. Требования к средствам и методике измерения активности детекторов

5.1. Нейтронно-активационные детекторы (или детекторы флюенса нейтронов) после облучения представляют собой источники фотонного излучения. Характеристики схем распада радионуклидов-продуктов реакций активации и деления приведены в приложении 2.

5.2. Активность облученных детекторов следует измерять на специализированной радиометрической установке (далее - установка) на основе гамма-спектрометра, аттестованной в установленном порядке.

Установка должна включать следующие обязательные элементы:

- гамма-спектрометр;

- контрольный источник;

- МВИ.

Дополнительно установка может комплектоваться специализированными эталонными мерами активности для реализации метода замещения, если это предусмотрено МВИ. Все элементы установки должны иметь эксплуатационную документацию и действующие свидетельства на комплектующие источники, представляемые вместе с установкой при ее аттестации.

5.3. Гамма-спектрометр может включать один или несколько измерительных трактов, собранных на основе спектрометрических сцинтилляционных или полупроводниковых детекторов, удовлетворяющих потребностям измерений активности источников согласно пункту 5.1.

Типичная погрешность измерений внешнего гамма-излучения от облученных детекторов должна составлять 3-5% (уровень доверительной вероятности РБ-018-01 Методика нейтронного контроля на внешней поверхности корпусов водо-водяных энергетических реакторов АЭС принят равным 0,95).

5.4. Контрольный источник гамма-излучения предназначен для проверки сохранности аттестованных характеристик установки. Активность источника должна быть оптимальна по загрузочным характеристикам измерительного тракта. Энергия, используемая для контроля гамма-линий, должна соответствовать середине рабочего энергетического диапазона, а конструкция источника должна быть рассчитана на длительное интенсивное использование. Контрольный источник должен быть аттестован в установленном порядке.

5.5. Методика выполнения измерений активности облученных детекторов может реализовывать следующие три способа.

5.5.1. Первый способ основан на применении гамма-спектрометра, отградуированного по эффективности регистрации фотонов в рабочем диапазоне энергии, характерном для излучения продуктов реакций активации рекомендованной номенклатуры. Эффективность регистрации задана для условий точечного источника, размещенного на фиксированном расстоянии от кристалла детектора, в виде зависимости от энергии фотонов РБ-018-01 Методика нейтронного контроля на внешней поверхности корпусов водо-водяных энергетических реакторов АЭС. В этом случае экспериментально определяемая величина - скорость счета импульсов в ППП энергии измеряемых фотонов РБ-018-01 Методика нейтронного контроля на внешней поверхности корпусов водо-водяных энергетических реакторов АЭС - связана с активностью соотношением:

РБ-018-01 Методика нейтронного контроля на внешней поверхности корпусов водо-водяных энергетических реакторов АЭС, (1)


где РБ-018-01 Методика нейтронного контроля на внешней поверхности корпусов водо-водяных энергетических реакторов АЭС - значение эффективности для энергии РБ-018-01 Методика нейтронного контроля на внешней поверхности корпусов водо-водяных энергетических реакторов АЭС, взятое из зависимости РБ-018-01 Методика нейтронного контроля на внешней поверхности корпусов водо-водяных энергетических реакторов АЭС;

РБ-018-01 Методика нейтронного контроля на внешней поверхности корпусов водо-водяных энергетических реакторов АЭС - абсолютная интенсивность фотонов с энергией РБ-018-01 Методика нейтронного контроля на внешней поверхности корпусов водо-водяных энергетических реакторов АЭС для измеряемого радионуклида;

РБ-018-01 Методика нейтронного контроля на внешней поверхности корпусов водо-водяных энергетических реакторов АЭС - поправки на неидентичность детектора и точечного источника.

5.5.2. Второй способ основан на использовании дискретной чувствительности РБ-018-01 Методика нейтронного контроля на внешней поверхности корпусов водо-водяных энергетических реакторов АЭС, измеряемой в (имп/с)/Бк. Дискретная чувствительность задана для энергии фотонов РБ-018-01 Методика нейтронного контроля на внешней поверхности корпусов водо-водяных энергетических реакторов АЭС от радионуклида типа "РБ-018-01 Методика нейтронного контроля на внешней поверхности корпусов водо-водяных энергетических реакторов АЭС" и связывает измеряемую активность РБ-018-01 Методика нейтронного контроля на внешней поверхности корпусов водо-водяных энергетических реакторов АЭС со скоростью счета РБ-018-01 Методика нейтронного контроля на внешней поверхности корпусов водо-водяных энергетических реакторов АЭС в ППП от фотонов с энергией РБ-018-01 Методика нейтронного контроля на внешней поверхности корпусов водо-водяных энергетических реакторов АЭС:

РБ-018-01 Методика нейтронного контроля на внешней поверхности корпусов водо-водяных энергетических реакторов АЭС. (2)


При использовании этого способа автоматически исключается погрешность за счет аппроксимации РБ-018-01 Методика нейтронного контроля на внешней поверхности корпусов водо-водяных энергетических реакторов АЭС и погрешность РБ-018-01 Методика нейтронного контроля на внешней поверхности корпусов водо-водяных энергетических реакторов АЭС, присутствующие в первом способе, а также поправка на каскадное суммирование.

5.5.3. Третий способ связан с применением специализированных эталонных мер активности гамма-источников, имитирующих облученные детекторы по типу радионуклида и его конструкции. Измерения выполняют путем сравнения детектора и меры на компараторе - гамма-спектрометре, а в качестве параметра сравнения используют соответствующие скорости счета импульсов РБ-018-01 Методика нейтронного контроля на внешней поверхности корпусов водо-водяных энергетических реакторов АЭС в ППП:

РБ-018-01 Методика нейтронного контроля на внешней поверхности корпусов водо-водяных энергетических реакторов АЭС, (3)


где РБ-018-01 Методика нейтронного контроля на внешней поверхности корпусов водо-водяных энергетических реакторов АЭС - активность эталонной меры на момент измерения.

5.6. При разработке методики и метрологическом исследовании установки необходимо определить все возможные факторы отличия измеряемого образца от условий градуировки и указать способы определения соответствующих поправок РБ-018-01 Методика нейтронного контроля на внешней поверхности корпусов водо-водяных энергетических реакторов АЭС или их конкретные значения. Основными факторами, требующими учета в поправках РБ-018-01 Методика нейтронного контроля на внешней поверхности корпусов водо-водяных энергетических реакторов АЭС, являются:

- отличие диаметра и толщины измеряемого детектора от градуировочного источника (или эталонной меры и детектора);

- каскадное суммирование фотонов;

- возможные эффекты от примесных излучений (например, инициированное характеристическое излучение в детекторе из ниобия).

5.7. Методика выполнения измерений активности нейтронно-активационных детекторов на конкретной установке должна соответствовать ГОСТ Р 8.563-96 "ГСИ. Методики выполнения измерений" и содержать:

- назначение и область применения;

- принцип (способ) измерения;

- описание счетных образцов (нейтронно-активационных детекторов);

- краткое описание установки;

- описание системы регламентированных характеристик установки для реализации методики;

- правила подготовки и выполнения измерений, включая контрольные измерения;

- способ и алгоритм обработки спектрограммы;

- перечень поправок и способы их определения;

- соотношения для определения суммарной погрешности активности для уровня доверительной вероятности 0,95;

- требования к оформлению результата;

- требования к квалификации работников.

Допускаются ссылки на стандартизованные методики или прошедшие метрологическую экспертизу частные методики и правила, а также допускается возможность изложения отдельных положений методики в виде приложений.

Метрологическая экспертиза и аттестация МВИ проводятся в установленном порядке.

5.8. Детальные результаты измерения активности детекторов регистрируются в рабочих протоколах. Для последующей обработки результатов должен быть оформлен Сводный протокол измерения активности детекторов, в котором указаны маркировка детектора, измеренная активность РБ-018-01 Методика нейтронного контроля на внешней поверхности корпусов водо-водяных энергетических реакторов АЭС, ее погрешность и значение активности детектора, приведенное на конец его облучения РБ-018-01 Методика нейтронного контроля на внешней поверхности корпусов водо-водяных энергетических реакторов АЭС:

РБ-018-01 Методика нейтронного контроля на внешней поверхности корпусов водо-водяных энергетических реакторов АЭС, (4)


где РБ-018-01 Методика нейтронного контроля на внешней поверхности корпусов водо-водяных энергетических реакторов АЭС - время выдержки от конца облучения до начала измерения активности;

РБ-018-01 Методика нейтронного контроля на внешней поверхности корпусов водо-водяных энергетических реакторов АЭС - постоянная распада продукта реакции активации.

6. Требования к типовой методике определения отклика детекторов и оценки характеристик нейтронного поля

6.1. Типовая методика определения отклика детекторов и оценки характеристик нейтронного поля регламентирует способ определения отклика детекторов и контролируемых нейтронных величин по результатам нейтронно-активационных измерений вблизи корпуса реактора ВВЭР набором детекторов флюенса.

6.2. Методика предполагает наличие информации об истории мощности реактора и оценки изменения за время облучения локальной ППН в месте облучения детектора относительно полной тепловой мощности (истории локальной мощности), а также данных об изменении температуры теплоносителя на входе в реактор за время облучения.

6.3. Методика предполагает наличие расчетной или полученной другими способами (например, экспериментами на макетах) информации о спектре нейтронов и гамма-квантов в месте облучения детектора (например, в многогрупповом приближении).

Доступ к полной версии этого документа ограничен

Ознакомиться с документом вы можете, заказав бесплатную демонстрацию систем «Кодекс» и «Техэксперт».

Что вы получите:

После завершения процесса оплаты вы получите доступ к полному тексту документа, возможность сохранить его в формате .pdf, а также копию документа на свой e-mail. На мобильный телефон придет подтверждение оплаты.

При возникновении проблем свяжитесь с нами по адресу uwt@kodeks.ru

РБ-018-01 Методика нейтронного контроля на внешней поверхности корпусов водо-водяных энергетических реакторов АЭС

Название документа: РБ-018-01 Методика нейтронного контроля на внешней поверхности корпусов водо-водяных энергетических реакторов АЭС

Номер документа: 14

018-01

Вид документа: Постановление Госатомнадзора России

РБ

Принявший орган: Госатомнадзор России

Статус: Действующий

Опубликован: официальное издание

Вестник Госатомнадзора России N 6, 2001 год

Дата принятия: 17 декабря 2001

Дата начала действия: 01 марта 2002
Этот документ входит в профессиональные справочные системы «Техэксперт»
Узнать больше о системах