放射性物品运输容器栓系系统安全分析方法探究

目的根据容器特点提出栓系方法,在栓系系统建立、受力分析以及结构优化等有限元使用方面给出建议,为放射性物品运输的力学安全评价提供参考。方法根据不同运输容器的栓系方式特点,将栓系系统分为4类:栓系绳栓系、支座固定栓系、运输格架栓系以及挤压约束栓系。采用组合加速度因子作为载荷条件,选取代表性栓系结构进行有限元分析,给出运输容器、栓系组件的受力特点和危险区域。结果对放射性物品运输活动中的栓系系统进行了总结和归纳,针对不同栓系方式提出改进方案。结论力学分析结果具有包络性,4类栓系方式能够适应大部分运输容器在道路、铁路以及水路条件下的运输要求,为放射性物品运输栓系系统设计和安全评价提供了参考。

二氧化铀粉末运输容器假想跌落事故下的安全设计与试验验证

目的设计易裂变二氧化铀粉末运输容器,证明容器在最危险姿态下,可以满足9 m跌落的核临界、屏蔽安全和放射性物质包容相关设计准则。方法设计外柔内刚的三层密封容器,内外壳之间填充聚氨酯减振吸能材料,建模分析容器多种姿态下的结构与功能材料动态响应,确定最危险跌落姿态。针对最危险工况开展实际跌落测试试验,证明容器在假想事故下的安全性。结果容器在最危险跌落工况下,聚氨酯材料减振吸能效果与设计计算相符,中子吸收板、中子慢化板等功能材料位置和缺损量符合要求。二氧化铀粉末的密封性得以保障。结论以有限元分析为基础的容器仿真分析与样机试验结果匹配度较高,试验样机通过了相关跌落试验,证明了容器在危险姿态下的9 m跌落安全性能。

放射性物质运输货包力学试验评价技术

放射性物质运输容器是放射性物质安全运输的唯一物理屏障,运输容器需能抵抗可能的碰撞事故,GB 11806和IAEA的SSR-6针对碰撞事故情景规定了相应的力学试验项目。本文结合GB 11806和SSR-6规定的试验要求,介绍了中国辐射防护研究院自由下落冲击力学试验装置和应力、加速度、形变、影像测量系统。针对3m3六氟化铀运输容器、XAYT-Ⅰ型医用伽马刀治疗头及密封放射源运输容器、ZHQY-QG-001型退役辐照源运输容器,采用试验和有限元仿真计算相结合的方法,分别研究了容器关键部件的形变、应力、加速度数据在容器安全性能评价中的应用。结果表明,综合应用有限元仿真计算与试验技术,采集和分析影像、应力、加速度、形变等数据,可分析货包结构失效模式和评价货包安全性能。

放射性物品运输容器试验验证经验总结

我国放射性物品运输实施分类监管。试验是验证放射性物品运输容器安全性能最直接的手段。本文对放射性物品运输容器的试验要求与检测方法进行了综述,并对运输容器安全性能试验的经验进行了总结。

放射性物质运输货包安全试验

介绍了中国放射性物质运输遵守的法规和中国辐射防护研究院用于放射性物质运输货包试验的下落试验设施、耐热试验设施和数据获取能力。试验设施根据IAEA的《放射性物质安全运输条例》(TS-R-1)和中国的《放射性物质安全运输规程》(GB 11806—2004)的要求建设。下落试验设施能用于13t级以下的A型和B型货包的自由下落试验、贯穿试验、力学试验(自由下落试验Ⅰ、自由下落试验Ⅱ和自由下落试验Ⅲ)。耐热试验设施能完成B型货包的耐热试验。利用这些设施已进行了FCo70-YQ型货包、30A-HB-01型货包、SY-I型货包和XAYT-I型货包的遵章取证试验。

采用有限元方法的放射性物质货包自由下落试验研究

放射性物质货包力学试验是证明货包结构设计安全性的重要试验之一。货包力学试验通常是一种破坏性试验,为得到对货包损坏最大的下落取向,通过预先计算分析确定货包下落取向成为目前国际上使用较多的方法。本工作采用ANSYS/LS-DYNA有限元分析软件,对货包的力学试验进行仿真分析。通过对计算结果分析,得到货包最大损坏的下落取向及应变和加速度数值,并与试验结果进行了比较。

美国放射性物质货包试验技术简介

美国放射性物质运输遵守的法规主要是联邦法规第10篇的第71部分(10 CFR 71)"放射性物质的包装和运输"和联邦法规第49篇的第173部分(49 CFR 173)"托运人——对装运和包装的一般要求"。本文介绍了美国的放射性物质货包力学试验设施和技术,热试验设施和技术,水浸没试验设施和技术,数据收集和处理,理论分析方法,以及超规程试验等。

解读《放射性物质安全运输规程》GB 11806-2004中的货包试验

本文总结归纳了《放射性物质安全运输规程》GB 11806-2004中关于货包试验(包括货包试验的准备、货包试验的要求、货包试验结果的评定等)的内容,以期对理解和执行该《规程》有关货包试验部分有所帮助。

放射性货包运输风险控制目标探讨

目的提出制定我国放射性物质货包运输风险控制目标的初步建议,可为相关风险评价工作提供决策参考。方法通过借鉴核电厂及非反应堆核设施相关安全目标研究的宝贵经验,对相关阈值划分和风险可接受边界进行讨论,并针对放射性货包运输的特点展开分析,提出以风险矩阵作为其风险目标的表达形式。结果相关研究认为,对放射性物质货包运输来说,按照严重程度分类,结合其事故发生率,是一种较为合理的表征形式。结论本文对放射性物质货包运输风险控制目标制定进行了初步的探索。要使得该风险矩阵能与实际运输活动的风险指引相适应,最终起到指导运输风险管理的作用,未来还需要更多研究成果的推动。

面向C型货包的短距加速撞击试验装置及应用

目的为C型货包90 m/s撞击试验提供新的试验方法和手段。方法采用基于压缩空气驱动和反向牵引的短距加速技术,以及基于阻尼缓冲缸-迪尼玛绳的短距拦阻技术,建立新型高速重载撞击试验方法,并形成试验装置。结果实现了负载大于5 t、速度大于90 m/s的大质量试件短距发射和撞击。结论该试验装置与以往常用于C型货包撞击试验的火箭橇和高空缆绳相比,具有占地少、建设成本低、可调性和重复性好、测试方便、运行经济安全等特点,为C型货包的空运事故场景模拟与考核提供了一种新手段,同时也可为其他类型货包或装备的公路、铁路等运输事故场景模拟与考核提供试验技术支撑。

一种医疗放射源运输容器冲击试验和数值仿真

设计了一种用于运输和储存医疗用密封放射源的运输容器,外形尺寸为φ1 141 mm×1 206 mm,质量约3 600 kg,满载444 TBq(12 000 Ci)60Co放射源时属于B型货包,根据GB 11806和SSR-6的要求进行验证货包经受事故能力的自由下落试验Ⅰ(冲击试验)。采用三维非线性显式动力分析软件ANSYS/LS-DYNA对货包顶角下落冲击试验进行了计算分析,结果表明在冲击部位约200 mm×200 mm范围内受力较大,2条螺栓可能断裂,冲击部位最大变形量为45. 9 mm。进行了顶角下落试验,测量了外容器外壳的应力和容器的变形。将计算结果与试验结果进行了比较,其结果相互吻合,表明了有限元算法应用于大冲击的破坏性试验中,可很好地预测应力最大区和形变量。

某型乏燃料运输容器中子辐射屏蔽性能检测

中子辐射水平测量的可靠性是辐射屏蔽性能检测的难点。本文采用便携式中子测量仪和多球谱仪对某型乏燃料运输货包外部中子辐射水平进行了测量,并基于SCALE程序计算得到的乏燃料中子源项,采用MCNP程序模拟计算得到货包外部中子辐射水平。对测量结果和计算结果进行比较,分析相关影响因素,提出了优化测量方案的建议。

放射性物质运输货包试验工作进展

运输货包的固有安全性是放射性物质运输安全的前提,货包要经受多种条件的试验验证,国际原子能机构的《放射性物质安全运输规程》规定了放射性物质运输货包要经受的正常和事故运输条件下的试验要求。本文简要介绍了货包试验的主要内容及国内外货包试验验证工作的进展状况,建议加强国内的放射性物质运输货包试验验证工作,保证我国放射性物质的运输安全。

木材及人造板对火烧环境下复合运输包装容器隔热性能影响的比较研究

目的比较易于获取的天然(毛白杨、水杉)和人工木材(中纤板、刨花板)用于复合运输包装容器设计时在火烧环境下的防热性能。方法设计由钢质外容器、木材夹层、钢质内容器组成的典型运输容器模拟试验件,开展了平均温度约为800℃、持续时间约为30 min的野外油池火烧试验,测试了试验件内外温度及木材炭化情况。结果4种木材的隔热效果由优到劣依次为毛白杨、中纤板、刨花板、水杉;4种木材在厚度小于120 mm时隔热效果差异较大,厚度达到120 mm及以上时差异减小,并均能在火烧环境下将内部容器的温度保持在100℃左右及以下。结论4种木材中,毛白杨隔热效果最优,中纤板次之,然后是刨花板,最后是水杉。本文研究结果为放射性物品复合运输容器隔热设计提供了参考。

TC-I型放射性材料运输容器的设计

目的设计开发TC-I型放射性材料运输容器,用以运输少量的放射性材料。方法按照GB11806—2004《放射性物质安全运输规程》中B(U)型货包的规定进行设计,设计的运输容器为三层嵌套结构,主要由3部分组成,即外容器、隔热减振材料、内容器,其中外容器与内容器材料为304不锈钢,隔热减振材料主要为云杉。结果对设计的TC-I型容器进行了运输事故条件下的考核试验,包括水浸试验、力学试验、耐热试验等,试验前后的漏率测试结果表明,该容器性能满足GB 11806—2004对内容物漏失限制的要求。结论成功设计了一种B(U)型放射性材料运输容器,在规定的运输事故条件下能保证放射性材料运输的安全。

一种放射性物品公路运输系统力学安全性研究

目的根据所装载的内容物特点以及现有成熟的运输固定方式,进行放射性物品运输容器和配套栓系系统的设计,形成具有良好运输匹配性和操作便捷性的核燃料运输系统,为放射性物品安全运输提供参考。方法采用试验和仿真计算相结合的方法,其中针对放射性物品运输容器开展贯穿、自由下落、穿刺等验证性试验,针对栓系系统设计开展有限元仿真计算,以验证栓系结构强度。结果试验结果表明运输容器具有良好的力学安全性能,能够保证在经历正常运输条件和运输事故条件后对内容物的包容性。在规定的加速度载荷下,栓系系统的最大应力均小于材料的屈服强度,能够满足公路运输对栓系系统的强度要求。结论设计的放射性物品运输容器和配套栓系经过安全分析后,组成的公路运输系统能够满足放射性物品公路运输的安全需求。

放射性物品分类方法研究

放射性物品种类繁多,不同放射性物品的特性和潜在环境风险不同,国内对放射性物品进行分类管理,并且制定了《放射性物品分类与名录(试行)》。为优化国内放射性物品分类,本文调研了国内外放射性物品分类现状以及分类的依据,总结了分类依据的主要差异,剖析了国内放射性物品分类及其依据中存在的问题,提出解决问题的思路和建议:一是删除放射性物品分类中放射源、放射性废物等列举事项;二是修订分类与目录,不同分类放射性物品对应的联合国编号唯一,与国际保持一致。本文为《放射性物品运输安全管理条例》及《放射性物品分类与名录(试行)》修订提供了参考。

放射性物品运输容器屏蔽性能评价方法及实践

目的为放射性物品运输容器的屏蔽性能评价工作提供参考和建议。方法以1种典型大容量厚屏蔽放射源运输容器作为研究对象,使用辐射防护领域常用的3种屏蔽评价方法(公式计算、蒙特卡洛软件计算、屏蔽试验)对其进行屏蔽性能评价,给出相同活度的^(60)Co放射源在运输容器外部指定位置产生的辐射水平。使用^(60)Co放射源(12000 Ci)和辐射测量仪器对研究对象直接开展屏蔽性能检测试验,并通过换算给出在装载指定活度^(60)Co放射源时的外部辐射水平,并将实测结果与计算结果进行对比分析。结果使用3种不同方法得到了同一运输容器在装载相同内容物时其外部指定位置的辐射水平。使用公式计算最为方便快捷;使用蒙特卡洛软件计算得到的结果和实测结果更为接近;使用放射源直接开展测量获得的结果最为直观和可信,但受测量环境和仪器影响较大。结论3种计算方法和实测结果在数值上略有不同,但均位于同一数量级,均可用于放射性物品运输容器的屏蔽性能评价。