РБ-039-07 Руководство по безопасности "Обеспечение безопасности при транспортировании радиоактивных материалов (справочный материал к Правилам безопасности при транспортировании радиоактивных материалов, НП-053-04)"

     2.7. Требования к упаковкам, содержащим гексафторид урана

2.7.1-С1. Гексафторид урана представляет собой радиоактивный материал, обладающий значительной химической опасностью. Однако Рекомендации ООН требуют, чтобы радиоактивная природа вещества имела приоритет, а химическая опасность рассматривалась как дополнительная к радиационному риску.

2.7.1-С2. В зависимости от степени обогащения и общего количества делящегося урана с точки зрения радиационной защиты гексафторид урана может транспортироваться в освобожденных, промышленных упаковках, упаковках типа А или типа В. Таким образом, радиационные и ядерные свойства гексафторида урана регламентированы соответствующими пунктами Правил. Однако многие требования к гексафториду урана, внедренные стандартом ISO 7195 и Правилами, относятся не к радиоактивной опасности и опасности деления, вызываемым гексафторидом урана, а связываются с физическими свойствами и химической токсической опасностью материала, если он выйдет в атмосферу и прореагирует с водой или водяным паром. Кроме того, поскольку эти упаковочные комплекты находятся под давлением в период погрузки и разгрузки, они должны подчиняться требованиям, применяемым к сосудам, работающим под давлением, несмотря на то, что они не находятся под давлением в условиях нормальной перевозки. Требования, определенные в пп.2.7.1-2.7.4 НП-053-04 (пп.629-632 Правил МАГАТЭ-96), сфокусированы на этих проблемах, а не на радиационной опасности и опасности деления (опасности по критичности). Другие применимые требования Правил, относящиеся к радиологической и делящейся природе гексафторида урана, упакованного и перевозимого, обнаруживаемые повсеместно, жизненно важны для обеспечения безопасности при обслуживании и перевозке, и поэтому их следует принимать во внимание в отношении как упаковочного комплекта, так и перевозки гексафторида урана (п.629.1 TS-G-1.1).

2.7.2-С1. Уровень освобождения 0,1 кг дает гарантии от взрыва небольших, незащищенных цилиндров с UF [40]. Количество 0,1 кг значительно ниже предела токсической опасности, который равен 10 кг, и основан на [41, 42] (п.630.1 TS-G-1.1).

2.7.2-С2. Критерии приемлемости, указанные в пп.630(а), (b) и (с) Правил МАГАТЭ-96, изменяются в зависимости от типа среды, которая воздействует на упаковку. Для испытания на давление, специфичное для упаковок с гексафторидом урана (п.718), требование об отсутствии утечки и неприемлемых напряжений может быть удовлетворено гидростатическим испытанием цилиндра, где течи могут быть обнаружены путем наблюдения утечки воды из цилиндра. Клапаны и другое вспомогательное оборудование в это испытание на давление (ISO 7195) не включены (п.630.2 TS-G-1.1).

2.7.2-С3. Для испытания на свободное падение (п.722 Правил МАГАТЭ-96) приемлемость может быть подтверждена выполнением испытания на утечку газа, соответствующего процедуре, давлению и чувствительности, определенным в стандарте ISO 7195 для испытания на утечку клапанов (п.630.3 TS-G-1.1).

2.7.2-С4. Критерии приемлемости, применяемые в течение или после теплового испытания упаковки, содержащей гексафторид урана (п.728 Правил МАГАТЭ-96), основаны на стремлении не допускать разрыва оболочки цилиндра. Относительно допустимой протечки необходимым критерием приемлемости могла бы быть демонстрация "отсутствия разрыва" цилиндра, если не учитывается утечка через вспомогательное оборудование упаковочного комплекта, например через клапаны и около них. В соответствии с философией, применяемой как руководство для принципа "никакого разрыва систем герметизации", использованного в п.2.9.2 Правил (пункт 657 Правил МАГАТЭ-96), разрыв или существенное повреждение оболочки цилиндра с гексафторидом урана были бы неприемлемыми, но незначительная утечка через клапан или около него, либо у другой инженерной проходки через стенку цилиндра, может быть приемлемой при условии утверждения компетентным органом (п.630.4 TS-G-1.1).

2.7.2-С5. Может быть трудно, если не невозможно, продемонстрировать соответствие требованиям п.2.7.2 НП-053-04 (пункт 630 Правил МАГАТЭ-96) относительно утечки, рассеяния, разрыва и напряжений на основании испытаний упаковочных комплектов с гексафторидом урана из-за значительной угрозы для окружающей среды, здоровья и безопасности. Таким образом, демонстрация соответствия может быть возложена на заменитель гексафторида урана в испытаниях в комбинации со ссылками на предшествующие удовлетворительные испытания, лабораторные испытания, результаты расчетов и мотивированные аргументы, как сформулировано в п.3.1.1 НП-053-04 (п.701 Правил МАГАТЭ-96) (п.630.5 TS-G-1.1).

2.7.2-С6. Для демонстрации соответствия упаковок, содержащих гексафторид урана, требованиям п.2.7.2.в) НП-053-04 (п.630.с) Правил МАГАТЭ-96) разработчику следует принимать во внимание влияние параметров, способных изменять теплофизические условия гексафторида урана и упаковочного комплекта, возможные при тепловом испытании. Разработчику следует как минимум рассматривать следующее:

(а) Наиболее неблагоприятная ориентация упаковки. Изменение ориентации упаковки может привести к другому распределению трех физических фаз гексафторида урана (твердое тело, жидкость и газ) в упаковке и различным последствиям для внутреннего давления [43, 44].

(b) Весь ряд допустимых значений коэффициентов заполнения объема. Давление в цилиндре может сложным образом зависеть от степени, до которой он заполнен. Например, при очень малых коэффициентах заполнения твердый гексафторид урана может плавиться и испариться быстрее, ускоряя тем самым рост давления в упаковке [45].

(с) Фактические свойства конструкционных материалов при высоких температурах. Например, значительное снижение прочности стали на разрыв происходит при температурах выше 500°С [46].

(d) Присутствие металлургических дефектов в конструкционном материале может приводить к разрыву упаковки. Это должно зависеть от размера дефекта. Максимальный размер дефекта в конструкции следует выводить из результатов анализа конструкции, процесса производства и приемочных критериев пригодности.

(е) Утончение стенки цилиндра или других элементов упаковочного комплекта, вызванное коррозией, может приводить к снижению работоспособности. Разработчику следует устанавливать приемлемую минимальную толщину стенки, а также разрабатывать и применять методы для определения толщины стенки как для незаполненного, так и для заполненного эксплуатируемого цилиндра [47, 48] (п.630.6 TS-G-1.1).     

2.7.3-С1. Это положение включено, потому что маловероятно предоставить устройство для сброса давления, которое бы было достаточно надежным для обеспечения необходимого уровня утечки и соответствующим образом закрывалось при снижении давления до приемлемого уровня (п.631.1 TS-G-1.1).

2.7.4-С1. В соответствии с данным пунктом Правил компетентный орган может выдать сертификат-разрешение на конструкцию упаковки, сконструированную для перевозки 0,1 кг или более гексафторида урана и которая не рассчитана на испытание давлением 2,76 МПа, но рассчитана на испытание давлением 1,38 Мпа, по крайней мере. Это позволяет использовать старые конструкции упаковок и иметь определенный период для перехода на новые требования для всех упаковок. При международной перевозке это возможно только при условии многостороннего согласования (утверждения) конструкции упаковки. Разработчику (грузоотправителю) следует подготавливать комплект документов, обосновывающих безопасность, для обоснования такого сертификата-разрешения (см. также п.632.1 TS-G-1.1).

2.7.4-С2. Считалось, что очень большие упаковки, предназначенные для 9000 кг гексафторида урана, которые перевозятся без дополнительных теплоизолирующих защитных контейнеров, вероятно, способны иметь достаточную теплоемкость, чтобы выдержать воздействие теплового испытания согласно п.728 Правил МАГАТЭ-96 без разрыва системы герметизации. Однако проведенные к настоящему времени испытания и расчетные обоснования не могут однозначно гарантировать это. Например, некоторые испытания и расчеты показывают, что такая упаковка выдерживает испытание на пожар в течение 29, а не 30 мин. Учитывая это, а также то, что имеется очень большое количество таких упаковок, данный пункт Правил позволяет компетентному органу утверждать (выдавать сертификат-разрешение) на конструкцию такой упаковки. При международной перевозке необходимо многостороннее утверждение такой конструкции. Разработчику (грузоотправителю) следует подготавливать комплект документов, обосновывающих безопасность, для получения такого сертификата-разрешения. Подобный подход позволяет использовать старые конструкции упаковок и иметь определенный период для перехода на новые требования для всех упаковок (п.632.2 TS-G-1.1).

2.7.4-С3. См. также справку 2.7.2-С1 настоящего Руководства.