Представлены методические особенности анализа ядерной безопасности при обращении с тепловыделяющими элементами, их фрагментами, а также отходами после работ с ними (стружка, порошок, обрезки) внутри радиационно-защитных камер. Тепловыделяющие элементы, их фрагменты и отходы после работ с ними могут располагаться в различных упаковках (пеналы, контейнеры) на специально отведенных для этого местах (стеллажи, этажерки и столешницы камер). Анализ ядерной безопасности выполнялся в соответствии с требованиями основных нормативных документов в области ядерной безопасности. Для определения значений эффективного коэффициента размножения нейтронов использовались результаты расчетов, полученные при помощи программы MCU-RFFI/A.
Рассматривались ситуации как для нормальных условий хранения упаковок с тепловыделяющими элементами (внутри и вне упаковок воздушная среда), так и возможные аварийные ситуации (заполнение упаковок водой, превышение нормы загрузки, смещение упаковок со своих штатных позиций, просыпание содержимого упаковок). По результатам расчетного анализа показана важность учета отражения нейтронов от строительных конструкций (стены, пол, потолок) из бетона. Была определена зависимость изменения эффективного коэффициента размножения нейтронов в случае попадания в камеры и оборудование воды различной плотности. По результатам нейтроннофизических расчетов были определены ограничения при обращении с упаковками, загруженными тепловыделяющими элементами, внутри радиационно-защитных камер (допустимое количество, геометрия размещения и норма загрузки по делящимся нуклидам).
Ключевые слова: ядерная безопасность, хранение облученного ядерного топлива, ядерные делящиеся материалы, тепловыделяющий элемент, эффективный коэффициент размножения нейтронов, программа MCU-RFFI/A, радиационно-защитные камеры, нейтронно-физические расчеты.
Язык статьи: русский. Сс. 28–37. DOI: 10.26277/SECNRS.2022.105.3.003.
Akimov A. V., Malkov A. P., Samokhvalov R. V., Fraaz E. S.
The article presents methodological features of nuclear safety analysis in the handling of fuel elements, their fragments, as well as waste after work with them (chips, powder, trimmings) inside radiation-protective chambers. Fuel elements, their fragments and waste after work with them can be placed in various packages (canisters, containers) in specially designated places (racks, whatnots and countertops of chambers). Nuclear safety analysis was carried out in accordance with the requirements of the main regulatory documents in the field of nuclear safety. To determine the values of the effective neutron multiplication factor, the results of calculations obtained using the MCU-RFFI/A program were used. Situations were considered both for normal storage conditions for packages with fuel elements (air environment inside and outside the packages), and possible emergency situations (filling the packages with water, exceeding the load rate, displacement of packages from their regular positions, spilling the contents of the packages). Based on the results of the computational analysis, the importance of taking into account the reflection of neutrons from concrete building structures (walls, floors, ceilings) is shown. The dependence of the change in the effective neutron multiplication factor in the case of water entering the chambers and equipment of different densities was determined. Based on the results of neutron-physical calculations, restrictions were determined when handling packages loaded with fuel elements inside radiation-protective chambers (permissible quantity, placement geometry and loading rate for fissile nuclides).
Keywords: nuclear safety, storage of irradiated nuclear fuel, nuclear fissile materials, fuel rod, effective neutron multiplication factor, MCU-RFFI/A software, hot cells, neutronic calculations.
Article language: Russian. Pp. 28–37. DOI: 10.26277/SECNRS.2022.105.3.003.
