標準解讀

GB 15146.2-1994 是一項中國國家標準,專注于反應堆外易裂變材料的核臨界安全領(lǐng)域。該標準詳細規(guī)定了在操作、加工、處理易裂變材料過程中的基本技術(shù)準則及確保安全的次臨界限值。以下是其主要內(nèi)容的概述:

  1. 適用范圍:本標準適用于所有涉及反應堆外部環(huán)境中易裂變材料的操作、加工和處理活動,旨在防止意外達到或接近核臨界狀態(tài),確保人員安全與環(huán)境防護。

  2. 基本定義:標準首先明確了易裂變材料、核臨界、次臨界狀態(tài)、中子吸收體、幾何布置等因素的定義,為后續(xù)技術(shù)要求奠定基礎(chǔ)。

  3. 技術(shù)準則

    • 材料控制:強調(diào)對易裂變材料的嚴格量化管理,包括材料的接收、儲存、轉(zhuǎn)移及使用過程中的精確計量,確保不超過預設(shè)的安全限值。
    • 幾何控制:規(guī)定了材料存放和處理時的幾何布置原則,以避免形成有利于中子倍增的結(jié)構(gòu),如限制材料的尺寸、形狀及相互間的距離。
    • 中子吸收體的使用:要求在必要時添加中子吸收材料(如硼、鎘等),以進一步抑制中子的增殖,保證系統(tǒng)維持在次臨界狀態(tài)。
    • 物理參數(shù)監(jiān)控:提倡定期進行中子通量、臨界安全參數(shù)的監(jiān)測與計算分析,確保操作條件符合安全設(shè)計要求。
    • 應急措施:制定應急計劃,包括緊急停機程序、疏散方案及事故后的輻射監(jiān)測與處理措施,以應對可能的核臨界事件。
  4. 次臨界限值:確立了一系列基于實驗數(shù)據(jù)和理論計算的安全閾值,這些限值用于指導實際操作中材料的數(shù)量、配置及條件設(shè)定,確保即使在最不利情況下也不致于接近核臨界狀態(tài)。

  5. 培訓與資質(zhì):強調(diào)參與易裂變材料操作、加工和處理的人員需接受專門培訓,了解核臨界安全知識,具備執(zhí)行安全規(guī)程的能力,并通過相應資質(zhì)認證。

  6. 記錄與審核:要求建立完善的記錄保持體系,詳細記錄材料流動、安全檢查、維護及異常情況處理等信息,并定期進行內(nèi)部及外部安全審核,以持續(xù)改進安全管理水平。


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  • 被代替
  • 已被新標準代替,建議下載現(xiàn)行標準GB 15146.2-2008
  • 1994-07-07 頒布
  • 1995-01-01 實施
?正版授權(quán)
GB 15146.2-1994 反應堆外易裂變材料的核臨界安全易裂變材料操作、加工、處理的基本技術(shù)準則與次臨界限值_第1頁
GB 15146.2-1994 反應堆外易裂變材料的核臨界安全易裂變材料操作、加工、處理的基本技術(shù)準則與次臨界限值_第2頁

文檔簡介

中華人民共和國國家標準

反應堆外易裂變材料的核臨界安全

易裂變材料操作、加工、處理的

基本技術(shù)準則與次臨界限值

GB15146.2一94

Nuclearcriticalitysafetyforfissilematerialsoutsidereactor

-Basictechnicalcriteriaandsubcriticallimits

forhandling,processingandoperationsoffissilematerials

1主胭內(nèi)容與適用范圍

本標準規(guī)定了反應堆外易裂變材料操作、加工、處理的核臨界安全基本技術(shù)準則和一些幾何形狀簡

單的易裂變材料單體的次臨界限值。關(guān)于核臨界安全行政管理的基本要求,見GB15146.1,

本標準適用于反應堆外易裂變材料的操作、加工和處理。

本標準不適用于受控條件下易裂變材料的組裝(如臨界實驗)。

2引用標準

GB15146.1反應堆外易裂變材料的核臨界安全核臨界安全行政管理規(guī)定

GB15146.5反應堆外易裂變材料的核臨界安全懷一天然全由混合物的核臨界控制準則和次臨

界限值

3術(shù)語

3.1有效增殖系數(shù)kdf

含易裂變材料的有限大系統(tǒng)內(nèi),某一時間間隔內(nèi)產(chǎn)生的中子總數(shù)(不包括由中子源產(chǎn)生的中子)與

同一時間間隔內(nèi)因吸收和泄漏而損失的中子總數(shù)之比。

3.2臨界事故

意外發(fā)生的自持或發(fā)散的中子鏈式反應所造成的能量釋放事件。

3.3核臨界安全(臨界安全)

預防臨界事故和減輕臨界事故后果的措施,其中最基本的是防止意外發(fā)生中子鏈式反應的措施。

3.4受控參數(shù)

要求其數(shù)值保持在規(guī)定限值范圍之內(nèi)的參數(shù)。

3.5次臨界限值(限值)

給受控參數(shù)規(guī)定的能使系統(tǒng)在規(guī)定條件下肯定處于次臨界狀態(tài)的限制性數(shù)值;確定此種限值時應

給導出它時所用的計算和實驗數(shù)據(jù)的不確定度;留有適當?shù)脑A?,但不考慮意外事件(如投雙批料、樣品

分析結(jié)果不正確等)。

I6面密度

垂直投影在某平面單位面積上的易裂變材料的總質(zhì)量。對于無限大的均一平板,等于平板內(nèi)易裂變

材料的濃度與平板厚度之乘積。

國家技術(shù)監(jiān)督局1994一07一07批準1995一01一01實施

GB15146.2一94

I7計算方法

為獲得計算結(jié)果而使用的各種數(shù)學方程、假設(shè)、近似、有關(guān)的數(shù)值參數(shù)(如截面)和計算程序等的總

稱。

3.8偏倚

計算方法的計算結(jié)果與試驗數(shù)據(jù)之間的系統(tǒng)不一致性的一種量度。偏倚本身的不確定度則是計算

結(jié)果的精密度和實驗數(shù)據(jù)的準確度這兩者的量度。

I9(計算方法的)適用范圍

已確定計算方法偏倚的那部分材料組分和幾何布置參數(shù)的范圍。

3門0經(jīng)驗證的計算方法

經(jīng)過與實驗結(jié)果的比較,按3.9條定義確定了適用范圍的計算方法。

4墓本技術(shù)準則

4.1可控制因素及可采用的控制手段

4.1.1含易裂變材料系統(tǒng)的有效增殖系數(shù)(keff)依賴于系統(tǒng)內(nèi)全部易裂變材料的質(zhì)量與分布和所有有

關(guān)材料的質(zhì)量、分布及核特性。能影響k,,,的因素都是可控制因素;也就是說為了kaf<1必須將系統(tǒng)的一

個或多個參數(shù)控制在次臨界限值之內(nèi),保證該系統(tǒng)處于次臨界狀態(tài)。

4.1.2應采用下列控制手段中的一種或多種來保證易裂變材料系統(tǒng)的次臨界狀態(tài):

a.實體限制,例如,將溶液限制在直徑不超過次臨界限值的圓柱形容器內(nèi);

b.測控設(shè)備的利用,例如,利用測量濃度的儀表或能防止易裂變材料因回流而在某一化學系統(tǒng)中

聚積的設(shè)備,將易裂變材料的濃度保持在規(guī)定限值以下;

c.化學控制方法,例如,不讓能引起沉淀的條件出現(xiàn),使系統(tǒng)保持在規(guī)定的水溶液狀態(tài);

d.依靠過程固有的或可信的特性,例如,依靠工藝過程的某種特性使鈾氧化物的密度恒小于理論

密度的某一規(guī)定份額;

e.

限值;

f.

4.1.3

操作規(guī)程的制約,例如,通過操作規(guī)程中的規(guī)定,要求所操作易裂變材料的質(zhì)量不超過規(guī)定的

其他控制手段。

不管采用上述的哪一種或哪幾種控制手段,均必須明確規(guī)定哪些是受控參數(shù)和它們的次臨界限

值。

4.2雙偶然事件原則

工藝設(shè)計應含有足夠大的安全系數(shù),使得在有關(guān)的各工藝條件中至少必須同時或相繼發(fā)生兩起不

太可能發(fā)生且獨立的變化,才有可能釀成臨界事故。

4.3幾何控制

只要可能,就應依靠限制設(shè)備幾何尺寸而不是行政管理措施來實施臨界控制。在設(shè)計設(shè)備幾何尺寸

時,應充分利用工藝材料和設(shè)備的核特性。開始運行之前,必須核實所有賴以實施臨界控制的幾何尺寸

和核特性,并且必須采取適當措施使它們保持不變。

4.4中子吸收劑的應用

可以采用將中子吸收材料(如福和翻)加入工藝材料或設(shè)備、或兩者之中的辦法來實施臨界控制。必

須采取適當措施,使加入的中子吸收劑持續(xù)保持其預期的分布和濃度。使用中子吸收劑的溶液時尤其要

注意采取有效的控制措施。

4.5次臨界限值的確定

只要有合適的實驗數(shù)據(jù),就必須使次臨界限值建立在由實驗導出的數(shù)據(jù)之上,并應考慮所用數(shù)據(jù)的

不確定度,留有適當?shù)脑A?。在無可直接利用的實驗測量數(shù)據(jù)的情況下,可以根據(jù)計算結(jié)果導出次臨界

限值,但所用計算方法必須是經(jīng)過驗證的(見第s章)。

GB15146.2一94

5.1

計算方法的驗證

偏倚的確定

5-1.1必須確定計算方法的偏倚。偏倚的確定應通過分析計算結(jié)果與相應臨界實驗結(jié)果之間的相關(guān)關(guān)

系來確定,見附錄B(參考件)。

5.1.2可用系統(tǒng)的k}f,計算值來表示計算結(jié)果與實驗結(jié)果之間的相關(guān)關(guān)系;在這種情況下,偏倚即為

k},的計算值與1之差偏倚也可以用其他參數(shù)來表示。

5門3應確定偏倚的不確定度。必須注意偏倚及其不確定度通常均不是常數(shù),而是系統(tǒng)的材料組分及

其他參數(shù)的函數(shù)。

5.2適用范圍的擴展

只有在能夠根據(jù)已經(jīng)建立的偏倚曲線,確定出計算方法在實驗條件范圍之外一定區(qū)域內(nèi)的偏倚時,

才可以將該計算方法的適用范圍擴展到該區(qū)域。當擴展的范圍較大時,應輔以其他計算方法,以使擴展

區(qū)內(nèi)的偏倚估算值更可靠。

5.3次臨界度的裕量

5.3.1必須規(guī)定所用相關(guān)參數(shù)應具有的次臨界度裕量。該裕量要足以保證系統(tǒng)是次臨界的;這種次臨

界度裕量可能會是組分及其他參數(shù)的函數(shù)。

5.3.2所規(guī)定的次臨界度裕量必須包括因偏倚有不確定度所需要的裕量;如果對適用范圍進行了擴

展,則還必須包括因這種擴展所導致的不確定度所需要的裕量。

5.4計算機程序的校驗

5.4.1如果計算方法中包括有計算機程序,則必須對程序進行校驗,以證明數(shù)學運算是按預定要求進

行的。

5.4.2如果對計算機程序作了修改,則必須重新進行校驗。

5.5核參數(shù)

計算中所用的核特性參數(shù)(如截面)必須是經(jīng)過評價的。

5.6計算方法驗證的書面報告

必須將計算方法的驗證工作寫成書面報告。該報告必須:

a.對計算方法進行足夠詳細、清楚和確切的描述,以便他人能獨立地復現(xiàn)其結(jié)果;

b

數(shù)值;

C

說明所用的計算機程序、其操作使用方法、網(wǎng)格的選擇技巧、截面數(shù)據(jù)及所需要的其他輸入?yún)?/p>

寫出供計算方法驗證用的實驗數(shù)據(jù),并列出由實驗數(shù)據(jù)導出的各種參數(shù);

說明該計算方法的適用范圍;

e.說明在這個適用范圍內(nèi)計算方法的偏倚和所用相關(guān)參數(shù)的裕量;并說明選定這些次臨界度裕

量的依據(jù)。

5.了計算方法的驗證過程

參見附錄B(參考件)。

6易裂變核紊的單參數(shù)限值

6.1,6.2,6.3和6.4條列出了一些易裂變核素孤立單體的單參數(shù)限值。它們是用滿足第5章要求

的計算方法算出的。如果這些限值的使用條件得到滿足,則只須遵守其中的任何一個限值就可保證易裂

變材料操作、加工和處理的臨界安全,,。

注1)僅當能夠證明單體周圍的材料(包括附近其他可裂變材料)使有效增殖系數(shù)的增加不大于緊包著該單體的無

限厚水層的貢獻時上述限值才可以應用。

如果要將_r_述限值應用于易裂變核素的混合物,則必須把混合物中每一種易裂變核素均當作其中

GB15146.2一94

具有最小限值的那種核素來處理。

應該強調(diào)的是:制定工藝規(guī)范時還必須留有一定的裕量,以應付受控工藝參數(shù)的不確定度和該限值

被意外地超過。

6.1均一水溶液

在保持均一水溶液的前提下,即保持水溶液的濃度值不超過飽和溶液值時,表1中的任一限值都可

以使用。如果懷-240的濃度大干杯-241的濃度,并在計算質(zhì)量或濃度時把懷-241當作壞-239,則缽-239

的限值也可適用于各種懷同位素的混合物。(當懷同位素混合物中的杯-240含量相當可觀時,其限值可

按7.3條的規(guī)定放寬。)

原子比限值與溶液濃度限值是等效的。但前者還可適用于非水溶液,且不必考慮易裂變核素的化學

形式

表1易裂變核素均一水溶液系統(tǒng)的單參數(shù)限值

參數(shù)

次臨界限值

z"UO,F,zUOa(NO,),

20sPu(NO)

易裂變核素質(zhì)量,kg

0.760.78

0.48

溶液圓柱直徑,cm

13.714.4

15.4

溶液平板厚度,cm

4.44.9

5.5

溶液休積,L

5.56.27.3

易裂變核素濃度,g/L

11.611.6

7.3

氫與易裂變核素原子數(shù)比

22502250

3630

易裂變核素面密度,g/cm'

0.400.40

0.25

6.2含水混合物

表1的面密度限值可用于具有任何化學組成的易裂變材料。在面密度是均一的前提下,它們對可能

具有密度梯度的混合物也是有效的。對于面密度可能并不均一的混合物,鈾一235和杯-239的次臨界質(zhì)

量限值分別是。.70和。.45kg,這兩個限值也可用于具有任何化學組成的易裂變材料。

6.3含水混合物的富集度限值

表2列出了與水均勻混合的鈾金屬及幾種鈾化合物的鈾-235富集度限值。此時混合物中的鈾金屬

和鈾化合物的質(zhì)量和濃度不受限制。

注:計算這些限值時,將“均勻”混合物中的干UO:的平均粒徑歸一化為60pm,UO2(NO,):的二水水合物的平均粒

徑約為l00pm。這里的硝酸鹽混合物的各種H/U比都是在。.32-厚的聚乙烯球殼反射條件下得到的

表2與水均勻混合的鈾金屬和幾種鈾化合物

的鈾-235富集度限值

化合物次臨界限值,wt00/a330U

鈾金屬

0.93

UOU,O?;騏O,

0.96

UO,(NO3)3

1.96

64金屬單體

表3列出的質(zhì)量限值和鈾富集度限值適用于無凹面的單個部件,并可推廣適用于一堆小部件,條件

是小部件之間無散置的慢化材料。

GB15146.2一94

如果計算質(zhì)量時把鈾一234當作鈾一235,則鈾一235的限值適用于鈾一235與鈾一234、鈾一236或鈾一238

的混合物。如果杯-240的濃度大于懷-241的濃度,并在計算質(zhì)量時把所有懷同位素都當作懷-239,則懷

-239的限值也適用于杯同位素的混合物??梢园赐凰亟M成對密度限值進行調(diào)整

表3金屬單體的單參數(shù)w值

參數(shù)

次臨界限值

鈾-235懷239

易裂變核素質(zhì)量,kg

20.15.0

圓柱直徑,cm

7.34.4

平板厚度,cm1.30.65

鈾的鈾一235富集度,wt%

5.0

質(zhì)量和尺寸限值的最大密度,H/cm'

18.8119.82

6.5氧化物

表4和表5的限值僅適用于含水量低于1.5wt%的氧化物。其中的質(zhì)量限值適用于無凹面的單個

部件,并可推廣應用于一堆小部件。條件是小部件之間無附加的慢化材料。

以核素質(zhì)量形式和以氧化物(包括濕氣)質(zhì)量形式給出的質(zhì)量限值是等效的.應該強調(diào)的是,表4和

表5中的限值只有在規(guī)定的整體密度限值限制得到滿足的條件下才可以使用”。當濕氣含量限制在

1.5wt%以下時,表2中的鈾氧化物富集度限值可適當增加。

注:1)必須注憊,材料(特別是U氏)的密度可能會超過表4中的全密度。表4中的限值對于高度壓實的氧化物是不

適用的。不過,由于易裂變材料氧化物通常均呈松散粉末狀,或者像UOi,多以堆集在一起的芯塊形式出現(xiàn),

從而使表4(也許還有表5)中的限值是有效的。希望得到其他密度限值的場合,將水含量保持在1.5wt%以

下(H/U蕊0.4”不大方便時,或者氧化物的化學配比不是理想情況時,可將這些限值用作導出更為適用的限

值的出發(fā)點。

表4含水量<1.5wt%的全密度鈾與杯氧化物的單參數(shù)限值

參數(shù)

次臨界限值

,U0,

suA,U0,名Puo,

鈾(懷)氧化物質(zhì)量1),

kg

37.252.862.611.5

圓柱直徑1-

11.614.616.27.2

平板厚度,cm

2.94.04.61.4

使限值有效的最大整

體密度'+g/cm'

9.447.416.609.92

1一0.091(1.5-w)1一0.0860.5--)1一0.057(1.5-w)1一0.065(1.5-w)

注:1)包括所含濕氣的質(zhì)量,濕氣的最大含量小于其限定值((1.5wt%),

2)、代表氧化物中以wt%計的含水量。

GB15146.2一94

表5含水量<1.5wt%的小于半密度的鈾氧化物的單參數(shù)限值,’

參數(shù)

次臨界限值

235uo,2"u,,oa

115uo月〔甲[l()

鈾(懷)氧化物質(zhì)量幻,

kg

102146174

30

圓柱直徑,cm

20.426.028.8

12.6

平板厚度,cm

5.88.0

9.32.8

注:1)它們是表4最大整體密度的一半.

2)包括所含濕氣的質(zhì)量,濕氣的最大含量小于其限定值((1.5wt%)

7多參數(shù)控制

7.1^-7.4條給出了特別有用的幾個多參數(shù)控制例子。這些限值是用滿足第5章要求的計算方法算

出的必須注意,上述限值的使用條件是僅當能夠證明系統(tǒng)周圍所有材料(包括鄰近的其它可裂變材料

在內(nèi))使k,,,增加的量,不大于緊包該單體的無限厚水層的貢獻時,才適用。

應該強調(diào)的是:制定工藝規(guī)程時還必須留有一定的裕量,以應付受控工藝參數(shù)的不確定度和該限值

被意外地超過。

7門低富集度的金屬鈾一水混合物和鈾氧化物一水混合物

多參數(shù)控制的一種用法是同時控制鈾的鈾一235富集度和第6章中規(guī)定的一個參數(shù)。圖1至圖5分

別給出了鈾一235質(zhì)量、圓柱直徑、平板厚度、體積和面密度等參數(shù)的次臨界限值與富集度的關(guān)系,它們

適用于各種尺寸和各種形狀的鈾金屬或鈾氧化物(uo,)小塊與水組成的系統(tǒng)。

GB15146.2一94

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圖1鈾水柵的質(zhì)量限值

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圖2鈾水柵的圓柱體直徑限值

130

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圖3鈾水柵的平板厚度限值

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圖4鈾水柵的體積限值

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鈾235濃編度,,t0%)

圖5鈾水柵的面密度限額

了.2低富集度鈾的水溶液系統(tǒng)

多參數(shù)控制的另一用法是對保持均一的鈾水溶液同時控制鈾的鈾-235富集度和表1中規(guī)定的一

個參數(shù)。表6列出了將富集度控制在所述限值內(nèi)時含鈾均一水溶液的次臨界限值。這里均一鈾水溶液

的濃度不得超過其飽和溶液的濃度(對于UqF2溶液,其飽和溶液的濃度值取5mol/I;對于UO,(NO,)z

溶液,取2.5mol/L)e

表6低富集鈾均一水溶液系統(tǒng)的次臨界限值

參數(shù)

富集度

wt%"sU

次臨界限值

UO,F,

UO,(NO)

473050

107164198275望201266

中別403020一川SC

鈾235質(zhì)量,kg

圓柱直徑,cm

::

302

3763

GB15146.2一94

續(xù)表6

富集度

wtI/"=u

次臨界限值

參數(shù)

UO,F,UO,(NO)

拭川151

平板厚度,cm10.0

5.0

4.0

1!9

::一

::.:

體積,L

《}14.830.6一,26.711.0

4.0

3.0

2.0

::.:

273.0

340.0

7.3含杯-240的Pu(NO,);均一水溶液

對于含懷-240的Pu(NO,);均一水溶液,可按懷中杯-240同位素的豐度,將表1中的Pu(NO,),溶

液限值加大。但其增加量受制于杯-241的豐度。表7列出了三組不同同位素組成的Pu(NO,);均一水溶

液的次臨界限值。使用這些限值計算同位素組成時,必須將杯-238或懷-242扣除。

對于杯與夭然鈾完全混合的情況,其限值可進一步放寬。詳細情況見GB/T15146.60

表7含杯-240硝酸杯均一水溶液系統(tǒng)的次臨界限值

參數(shù)

次臨界限值

>5wt寫e''Pu

鎮(zhèn)lwta/o",Pu

>15wt0/a`0opu

簇6wta/o"'Pu

)25wta/oe'oPu

簇15wta/o"'Pu

質(zhì)量,kgPu

0.570.781.02

圓柱直徑,cm

17.419.521.3

平板厚度,cm

6.78.092

體積,1.

10.013.617.2

濃度,gPu/L

7.88.910.2

氫與缽原子數(shù)比

334029802600

面密度,gPu/cm,

0.280.340.4

7.4含杯-240的杯與水混合物

對于Pu0:形式的懷與水的混合物(可以是非均勻的),其懷的次臨界質(zhì)量限值按照杯-240豐度的

遞增次序分別為。.53,0.74和。99kg。這三個限值所對應的三組懷-240和懷-241的同位素組成與表7

相同。

GB15146.2一94

附錄A

可能造成工藝條件變化的典型事例

(參考件)

按照GB15146.1的要求,必須周密地確定每一工藝過程在正常和可信異常工況下是次臨界的,并

要弄清哪些工況下k.u最大。下面是一些值得考慮的造成工藝條件變化的一些典型例子:

A1由于容器凸脹、腐蝕或破裂,或制造時不符合技術(shù)條件,使容器偏離規(guī)定形狀或規(guī)定尺寸

A2由于誤操作、標簽不當、設(shè)備故障、或樣品分析操作出錯,使易裂變材料質(zhì)量增加。

A3由于下列原因使慢化劑與易裂變材料原子數(shù)之比偏離規(guī)定值:

a.儀器或化學分析方法不準確;

b.水、油、雪(即低密度的水)、紙板、木料或其他慢化材料,以淹沒、噴淋或其他方式影響單體或多

體系統(tǒng);

c.慢化劑的蒸發(fā)或轉(zhuǎn)移;

d.溶液中易裂變材料沉淀;

e.添加慢化劑使?jié)馊芤合♂?

f.空氣泡進入貯存水池內(nèi)的燃料組件排之間。

A4由于下列原因使中子損失份額改變:

a.固體吸收劑因腐蝕或浸出而損失;

b.慢化劑數(shù)量改變;

。.溶液中的中子吸收劑或易裂變材料因沉淀而重新分布;

d.慢化劑或溶液中的固體中子吸收劑因聚集而重新分布,

e.加到溶液中的中子吸收劑未達到規(guī)定數(shù)量,或者未達到規(guī)定的分布方式;

f.樣品分析技術(shù)未能得到正確的濃度數(shù)據(jù)。

A5由于下列原因使反射效率改變:

a.出現(xiàn)額外材料(例如水或人體)引起反射體厚度增加;

卜.反射體組分變化,使中子吸收劑減少(例如因吸收劑包殼被腐蝕)。

A6由于下列原因使單體之間、單體與反射層之間的相互作用變化:

a.出現(xiàn)額外的單體或反射體(例如人體);

b單體放置位置不當;

c單體間的慢化劑和吸收劑損失,

d.保持單體間隔的架子倒塌。

A]易裂變材料密度增加。

附錄B

計算方法驗證示例

(參考件)

本附錄給出一個虛構(gòu)的示例,目的在于說明如何按照第5章的規(guī)定驗證計算方法。其中的'Ti是一

種虛構(gòu)的易裂變核素。

B1問題

驗證一種用于計算水反射的zszFi溶液次臨界質(zhì)量限值的方法,其溶液濃度為2^-32g}ezFi/L,形狀

GB15146.2一94

不限

B2方法

選用的方法由適用于球形系統(tǒng)的XYZ計算機程序和一組二群截面組成。溶液被盛在帶水反射的球

形薄殼容器中。容器殼的核特性與水的核特隴無明顯的不同。

可供利用的臨界實驗數(shù)據(jù)如表B1所示

表B1可供利用的臨界實驗數(shù)據(jù)

濃度P,彭"Fi/1.臨界半徑,cm

219.9

810.7

1610.2

B3驗證

B3.1將XYZ程序裝入當?shù)赜嬎銠C。用該程序計算程序本身所帶的例題將所得結(jié)果與程序原編制者

利用該程序計算同一例題所得到的結(jié)果進行比較。比較結(jié)果表明該程序能在當?shù)氐挠嬎銠C上正確地計

算多區(qū)球形系統(tǒng)。

B3.2對三個實驗點進行計算。所得結(jié)果如表B2所示表中標出的誤差是由實驗數(shù)據(jù)的誤差帶來的。

所作的計算收斂到k,。的計算誤差為士。.0001,這一誤差與實驗誤差相比是很小的。在實驗數(shù)據(jù)所覆蓋

的范圍內(nèi)((2-16g...Fi/1.),kv;的計算值差不多是濃度的線性函數(shù),而且似乎沒有理由會偏離光滑曲線

但是,必須將計算方法的適用范圍擴展到濃度為32g...Fi/L處。在2^-16g...Fi/L之間,key與濃度的關(guān)系

曲線呈輕微的凹狀(見圖BI)。因此,如果將8和16g...Fi/L兩點的k,計算值線性外推到32獷2Fi/L處,

得到的從“估計值可能明顯偏小,如圖Bl所示。線性外推所得結(jié)果是k,=0.936。顯然,由于外推的范圍

較大,需要另找支持性數(shù)據(jù)。

表B2對三個實驗點的計算結(jié)果

濃度P,9"Fi/L

k,

21.0046士0.0057

80.9864士0.0041

16

0.9696士0.0041

GB15146.2一94

注二二︸﹄罕

術(shù)修8'方法算的k3們

濃度1才.FIL》

圖Bl臨界實驗系統(tǒng)島計算值與292Fi濃度關(guān)系

B3.3鑒于計算出的k,,,隨濃度的增加而偏小,為此專門進行了研究以查明其原因。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn):2s2Fi

的超熱俘獲截面的不確定度很大,這可能是造成ken計算結(jié)果隨濃度增加而偏小的原因。為此,將超熱俘

獲截面調(diào)小20%,重新計算后得到的結(jié)果如表B3所示。這一改動使k.n隨濃度的增加而出現(xiàn)的偏移大

大減小,預計在濃度為32g2'2Fi/L處的k.u值大約為1.01e

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