Ядерный контейнер — это транспортный контейнер , который используется для транспортировки активных ядерных материалов между атомной электростанцией и заводами по переработке отработавшего топлива.
Каждый транспортный контейнер предназначен для сохранения своей целостности в нормальных условиях транспортировки и в условиях гипотетической аварии. Они должны защищать свое содержимое от повреждений извне, таких как удар или пожар. Они также должны предотвращать утечку своего содержимого, как для физической утечки, так и для радиационной защиты.
Контейнеры для перевозки отработанного ядерного топлива используются для транспортировки отработанного ядерного топлива [1], используемого на атомных электростанциях и исследовательских реакторах, к местам захоронения, таким как центр переработки ядерного топлива на предприятии COGEMA La Hague .
Железнодорожные контейнеры используются для транспортировки отработанного топлива с атомных электростанций в Великобритании и завода по переработке отработанного ядерного топлива в Селлафилде . Каждый контейнер весит более 50 тонн (110 000 фунтов) и обычно перевозит не более 2,5 тонн (5 500 фунтов) отработанного ядерного топлива . [2]
За последние 35 лет British Nuclear Fuels plc (BNFL) и ее дочерняя компания PNTL осуществили более 14 000 перевозок контейнеров с ОЯТ по всему миру, перевезя более 9 000 тонн ОЯТ на расстояние более 16 миллионов миль по дорогам, железной дороге и морю без радиоактивного выброса. BNFL спроектировала, лицензировала и в настоящее время владеет и эксплуатирует парк из примерно 170 контейнеров конструкции Excellox. [ требуется ссылка ] BNFL поддерживает парк транспортных контейнеров для перевозки ОЯТ в Великобританию , континентальную Европу и Японию для переработки .
В Великобритании была проведена серия публичных демонстраций [3], в ходе которых контейнеры с отработанным топливом (загруженные стальными прутьями) подвергались имитированным аварийным условиям. Случайно выбранный контейнер ( никогда не использовавшийся для хранения отработанного топлива ) с производственной линии сначала сбрасывался с башни. Контейнер сбрасывался таким образом, чтобы самая слабая его часть первой ударилась о землю. Крышка контейнера была слегка повреждена, но из контейнера вытекло совсем немного материала. Из контейнера вытекло немного воды, но считалось, что в реальной аварии выброс радиоактивности, связанный с этой водой, не будет представлять угрозы для людей или окружающей среды.
Для второго испытания та же колба была снабжена новой крышкой, снова заполнена стальными прутьями и водой, прежде чем в нее на большой скорости въехал поезд. Колба выжила, получив лишь косметические повреждения, в то время как поезд был уничтожен. Хотя это и называется испытанием, фактические нагрузки, которым подверглась колба, были значительно ниже тех, которые она рассчитана выдерживать, поскольку большая часть энергии от столкновения была поглощена поездом и при перемещении колбы на некоторое расстояние. Эта колба выставлена в учебном центре на электростанции Heysham 1 .
Представленные в начале 1960-х годов колбы Magnox состоят из четырех слоев: внутреннего контейнера , содержащего отходы; направляющих и защитных устройств, окружающих контейнер; все они находятся внутри основного стального корпуса колбы толщиной 370 мм (15 дюймов) с характерными охлаждающими ребрами; и (с начала 1990-х годов) транспортной кабины из панелей, которые обеспечивают внешний корпус. Колбы для отходов с более поздних усовершенствованных электростанций с газоохлаждаемым реактором похожи, но имеют более тонкие основные стенки из стали толщиной 90 мм (3,5 дюйма), чтобы обеспечить место для обширной внутренней свинцовой защиты . Колба защищена засовом , который предотвращает доступ к содержимому во время транспортировки. [4]
Все колбы принадлежат Nuclear Decommissioning Authority , владельцам Direct Rail Services . Поезд, перевозящий колбы, будет тянуться двумя локомотивами, либо класса 20 , либо класса 37 , но все чаще используются локомотивы классов 66 и 68 ; локомотивы используются парами в качестве меры предосторожности на случай, если один из них выйдет из строя в пути. Greenpeace протестует, что колбы в железнодорожном транзите представляют опасность для пассажиров, стоящих на платформах, хотя многочисленные испытания, проведенные Health and Safety Executive, доказали, что пассажирам безопасно стоять на платформе, пока проезжает колба. [5]
Ударопрочность колбы была публично продемонстрирована, когда локомотив British Rail Class 46 был принудительно въехавшим в сошедшую с рельсов колбу (содержащую воду и стальные стержни вместо радиоактивного материала) на скорости 100 миль в час (160 км/ч); колба получила минимальные поверхностные повреждения без ущерба для своей целостности, в то время как и вагон-платформа, перевозивший ее, и локомотив были более или менее разрушены. [6] Кроме того, колбы нагревались до температур более 800 °C (1470 °F), чтобы доказать безопасность при пожаре. [ нужна цитата ] Однако критики [ кто? ] считают испытания ошибочными по разным причинам. Утверждается, что тепловой тест значительно ниже, чем теоретические наихудшие пожары в туннеле, [ нужна цитата ] и наихудший случай удара сегодня имел бы скорость сближения около 170 миль в час (270 км/ч). [ необходима цитата ] Тем не менее, было несколько несчастных случаев с участием фляг, включая сходы с рельсов, столкновения и даже падение фляги во время перегрузки с поезда на дорогу, при этом никакой утечки не произошло. [ необходима цитата ]
Были обнаружены проблемы, когда колбы «потеют», когда небольшие количества радиоактивного материала, поглощенного краской, мигрируют на поверхность, вызывая риски загрязнения. Исследования [7] [8] выявили, что 10–15% колб в Соединенном Королевстве страдают от этой проблемы, но ни одна из них не превысила международные рекомендуемые пределы безопасности. Было обнаружено, что аналогичные колбы в континентальной Европе незначительно превышают пределы загрязнения во время испытаний, и были введены дополнительные процедуры мониторинга. Чтобы снизить риск, нынешние британские фургоны для колб оснащены запирающейся крышкой, чтобы гарантировать, что любое поверхностное загрязнение остается внутри контейнера, и все контейнеры проверяются перед отправкой, а те, которые превышают уровень безопасности, очищаются до тех пор, пока они не окажутся в пределах предела. [ необходима цитата ] В отчете 2001 года были определены потенциальные риски и действия, которые необходимо предпринять для обеспечения безопасности. [9]
В Соединенных Штатах приемлемость конструкции каждого контейнера оценивается по Разделу 10, Части 71 Свода федеральных правил (транспортные контейнеры других стран, возможно, за исключением России, проектируются и испытываются по аналогичным стандартам (Международное агентство по атомной энергии «Правила безопасной перевозки радиоактивных материалов» № TS-R-1)). Конструкции должны демонстрировать (возможно, с помощью компьютерного моделирования) защиту от радиоактивного выброса в окружающую среду при всех четырех из следующих гипотетических аварийных условий, разработанных с учетом 99% всех аварий:
Кроме того, между 1975 и 1977 годами Национальные лаборатории Сандия провели полномасштабные испытания на столкновение контейнеров для транспортировки отработанного ядерного топлива. [10] [11] Хотя контейнеры были повреждены, ни один из них не дал утечки. [12]
Хотя Министерство транспорта США (DOT) несет основную ответственность за регулирование безопасной перевозки радиоактивных материалов в Соединенных Штатах, Комиссия по ядерному регулированию (NRC) требует, чтобы лицензиаты и перевозчики, занимающиеся перевозками отработанного топлива:
С 1965 года по автомобильным дорогам, водным путям и железным дорогам США было безопасно перевезено около 3000 партий отработанного ядерного топлива.
18 июля 2001 года грузовой поезд, перевозивший опасные (неядерные) материалы, сошел с рельсов и загорелся во время проезда через железнодорожный туннель Howard Street в центре Балтимора, штат Мэриленд , США . [13] Пожар продолжался 3 дня, температура достигала 1000 °C (1800 °F). [14] Поскольку контейнеры рассчитаны на 30-минутный пожар при температуре 800 °C (1475 °F), было сделано несколько сообщений о неспособности контейнеров пережить пожар, аналогичный пожару в Балтиморе. Однако ядерные отходы никогда не будут перевозиться вместе с опасными (легковоспламеняющимися или взрывоопасными) материалами на одном поезде или пути. [15]
Штат Невада , США , 25 февраля 2003 года опубликовал отчет под названием «Последствия пожара в железнодорожном туннеле в Балтиморе для полномасштабных испытаний транспортных контейнеров». В отчете говорилось о гипотетической аварии с отработанным ядерным топливом, основанной на пожаре в Балтиморе: [14]
Национальная академия наук по просьбе штата Невада подготовила отчет 25 июля 2003 года. В отчете сделан вывод о том, что необходимо сделать следующее: [16]
Комиссия по ядерному регулированию США опубликовала отчет в ноябре 2006 года. В нем сделан следующий вывод: [13]
Для сравнения, в Канаде транспортировка отработанного ядерного топлива была ограничена . Транспортные контейнеры были разработаны для перевозки на грузовиках и по железной дороге, а регулирующий орган Канады, Канадская комиссия по ядерной безопасности , выдала разрешение на контейнеры, которые могут использоваться также для перевозки на баржах. Положения комиссии запрещают разглашение местонахождения, маршрута и времени поставок ядерных материалов, таких как отработанное топливо. [17] [ указать ]
Ядерные контейнеры, содержащие отработанное ядерное топливо, иногда перевозятся по морю для переработки или перемещения в хранилище. Суда, получающие эти грузы, по-разному классифицируются Международной морской организацией как INF-1, INF-2 или INF-3 . Код был введен как добровольная система в 1993 году и стал обязательным в 2001 году. Аббревиатура «INF» означает «облученное ядерное топливо», хотя классификация также охватывает грузы «плутоний и высокоактивные отходы». Чтобы получить эти классификации, суда должны соответствовать ряду структурных и безопасных стандартов. [18] Суда, используемые для перевозки отработанного ядерного топлива, обычно строятся специально и обычно называются перевозчиками ядерного топлива. Мировой флот включает суда под флагами Великобритании, Японии, Российской Федерации, Китая и Швеции.
В статье использованы общедоступные материалы из документа Spent Fuel Transportation Package Response to the Baltimore Tunnel Fire Scenario (NUREG/CR-6886). Правительство США .
