GB T 15146.9-1994 反应堆外易裂变材料的核临界安全核临界事故探测与报警系统的性能及检验要求.pdf

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1、中华人民共和国国家标准反应堆外易裂变材料的核临界安全核苗界事故探测与报警系统的性能及检验要求s m se lt as -BY rs gs et Mmm mmH ！et盯Hra Hi seU且qhqE E叮maWLMgm gu副m仙yete trse 川”，且描MddsSEF YMat- tEt 啤oetuM配bsat t-Ei t眩r-mc 们“w啤WZ剧dnnd um N r o f GB 1514 6. 9 94 本标准等效采用国际标准ISO7753(1987）核能关于临界事故探测与报警系统的性能及检验要求。1 主题内容与适用范围本标准规定了临界事故探测及报警系统的性能和检验要求本标准适用

2、于所有与杯、富集铀及其他易裂变材料有关的可能发生临界事故的操作场所或设施。本标准不适用于那些运行仪表己满足本标准的要求的设施，如反应堆或临界装置。本标准主要涉及对辐射率敏感的系统。I临界事故报警系统的具体特性应满足GB12787的规定。2 引用标准GB 12787 临界事故报警设备3 术语3. 1 临界事故criticalityaccident 意外发生的自持或发散的中子链式反应所引起的能量释放事件。3. 2 所关心的最小临界事故minimumaccident of concern 要求所设置的临界事故报警系统必须探测到的最小临界事故本标准中，将所关心的最小临界事故规定为：在无屏蔽的条件下，6

3、0s内在距反应物体2m处的自由空气中所引起的中子和Y辐射的总吸收剂量为o.2Gy）。注：I）对以往临界事故的研究表明如果发生临界事故，则其辐射强度一般均超过o.2Gy这一量值3当然，对于那种实际上不大可能发生的、其功率增长非常缓慢的临界事故，其辐射强度可能达不到这一量值3. 3 独立区域individualareas 可以被看作是相互无关的区域。即这种区域间不发生材料的相互交换g相邻区域材料之间的最小间距为10cm，且区域内易裂变物质的平均面密度小于50g/m 4 总则4. 1 概述国家技术监督局1994-12-22批准1995 10 01实施191 GB 1 514 6 9 9 4 凡确认设

4、置l脂界事故报警系统能使总的风险概率减小的场所，都必须设置这种系统。同时必须考虑系统误报警可能造成的危害。4.2 限制及一般要求4. 2. 1 在一个独立区域内，凡涉及总量超过700g U、520g U、450g坏的易裂变同位素或450g这些同位素的任意组合物的操作活动，必须评价设置临界事故报警系统的必要性。同时，在操作过程中，当有比水更为有效的慢化剂或反射体存在时，必须注意考虑这些介质对反应性的贡献。4.2.2 根据本标准各项条款的规定，对于在自由空气中最大可预见的临界事故剂量不会超过o.12 Gy 的场所，可以不设置临界事故报警系统。在做这种估算时，可假定对应的反应堆外事件的最大裂变总数不

5、大于210194.3 探测在要求临界事故报警覆盖的区域内，必须提供探测过量辐射剂量或剂量率并发出人员撤离信号的手段。4.4 报警4. 4. 1 音响报警信号必须有特殊的音响特征，发出的音量足够强，使在应撤离区域内的人员都能听到警报声。报警信号必须至少持续到应撤离人员都能撒到集合地点为止。4.4.2 报警启动点的大小必须选得恰当，使报警系统既能探测到所关心的最小I临界事故，又能使非临界事故引起的假报警几率减至最低限度。4.4. 3 旦测到l恼界事故，必须立即发出人员撤离的报警信号。4.4.4 报警信号发出后，即使事故现场的辐射水平己降到报警启动点以下，报警信号仍须持续到手动复位为止。手动复位开关

6、必须设置在撤离区之外，并配备防止未经批准的人去动复位开关的装置。4.4. 5 在本底噪声级很高的区域里，报警系统应附加可视报警信号。4. 5 可靠性4. 5. 1 必须特别注意减少假报警的发生，减少的途径有a. 提高报警系统每路信道的可靠性pb. 更可取的是采用两路或多路信道共同响应，去触发报警。在采用冗余信道的系统中，任一路信道失效时，必须使临界事故报警系统仍能满足5.2条规定的探测准则，并应发出故障指示信号，但不能触发报警。4.5.2 应当提供检验报警系统的响应能力与效能的手段，这种检验不应引发人员撤离。4.5. 3 对于在外电源断电时仍要继续进行易裂变材料操作的场所，必须为临界事故探测与

7、报警系统配备不间断电源；否则这类操作应在便携式仪表的监督下进行。4. 5. 4 在高达lOGy/h的强辐射照射下，报警系统的探测器必须仍能正常工作。对探测器性能的检验应按GB12787的规定进行。5 报警系统设计准则5. 1 系统的可靠性只要能确保可靠的报警和避免假报警，报警系统的设计应尽可能简单。5. 2 探测准则临界事故报警系统的设计必须保证能瞬时探测到所关心的最小临界事故。5.3仪表响应在辐射探测器的设计中，可以假定辐射瞬变过程的最小持续时间为1ms，设汁必须保证临界报警系统能响应具有该持续时间的辐射瞬变过程。5. 4 报警启动点为使假报警发生率降到最小，启动报警的整定值应足够高，但必须

8、满足5.2条规定的探测准则。必J 92 GB 15146. 9-94 须提供表明哪个探测信道被触发的指示信号。5.5 探测器的布局应适当选择探测器的安装位置和同距，使其能避开大型设备或材料的屏蔽影响。各探测器之间的问距必须根据所选报警启动点和探测准则进行考虑。探测器探测范围的计算方法见附录AC参考件）。5. 6检验s.s. 1 必须定期检查仪表对辐射的响应性能，以保证仪表持续正常工作。对有冗余信道的系统，必须对每一路信道的性能都进行检验。其检验方法应符合GB12787的规定。检验的周期可根据经验和需要确定，但应至少每月检验一次。必须保持和保存检验记录。5. 6. 2 必须对整个报警系统定期进行

9、检验。应至少每季度检验次音响信号发生器，必须通过现场监昕，如i明警报音响的音量高于人员应撤离区域内的本底噪声水平。在做这类检验时，必须预先通知会受到影响的有关人员，以免引起误会。5. 6. 3 检验中如发现有性能不正常，必须立即采取纠正措施。5.s.4 必须制定详细的程序，使检验过程中发生的假报警次数减至最低限度，并确保检验完成后，立即使系统恢复正常工作状态。5. 6. 5 由于维修或其它原因需将临界事故报警系统人为关闭一段时间时，必须预先通知核设施的管理部门。19:1 Al 假设条件GB 1 51 4 6 9 9 4 附录A探测器有效作用半径与报警启动点的关系和计算（参考件）做一些适当的假设

10、可以使在给定的任一报警启动点下，探测器的有效作用半径的计算得以简化。这些基本的假设如下：a. 系统必须对所关心的最小临界事故做出响应。b. 探测器是率仪。 事故可以是在无慢化、无反射的易裂变金属材料中发生的一次快瞬变过程，也可以是在有慢化的易裂变材料中发生的一次快瞬变过程或自持裂变反应过程。d. 报警系统探测器对快瞬变过程的响应系数，至少应为实际剂量率的1/2500。假设快瞬态过程具有lms或更宽的脉冲宽度。e. 射线的辐射强度与离源的距离的平方成反比，并假定在较长的距离上，射线在空气中的衰减系数为3.（该值大于所有感兴趣距离上的实际衰减系数值）。f. 对于无慢化、无反射的金属装置内的快瞬变过

11、程，假定其中子剂量与Y剂量的比值为12。该比值是由下列临界反应结果得出的，即在一个有局部反射的Pu金属系统内，进行了两次非常相似的临界测量。快瞬变过程产生的总裂变数为310飞在距离反应中心1.8 m处的中子剂量等于o.51Gy, Y 剂量等于o.051Gy。所以，对于一个全裸Pu金属系统，可假定其中子剂量与剂量的比值为12.基于此假定，在一个离事故中心2m处的中子、混合场里，假定的o.2Gy总辐射剂量中，中子剂量等于o. 185Gy, Y 剂量等于o.015Gy. 这些剂量相应于1.861015次裂变。）g. 对那些有慢化的裂变装置，假定其中子剂量与剂量的比值为o.3。这一假定是以y12事故的

12、模拟实验结果为依据的。当y12模拟事故以每秒9.51012次裂变的持续裂变率运行了42min时，在距模拟事故中心1.9 m处测得的中子剂量为o.4 7Gy, Y剂量等于1.6Gy左右。所以对类似于Y一12系统的装置，在离事故中心2m处，假定的o.2Gy的总辐射剂量中，中子剂量等于o.047Gy, Y剂量等于o. 153Gy。这些剂量相应于2.21015次裂变。）A2 探测器有效作用半径的计算利用上述假设，对所选的任一报警启动点，相关的探测器与潜在事故点的最大距离（即有效作用半径）皆可计算出来以全裸露金属球系统内的快瞬变为例，在距离为r的Y探测器的响应是：T, = D（引z主XE(All 式中1

13、，一一探测器的响应，Gy/ms;a一一距事故中心的距离，a=2m;D一一距事故中心a处的吸收剂量率，Gy/ms;r 探测器有效作用半径，m;d，；自由空气的衰减系数，d,;,=3，见Al条； 报警系统对快瞬变过程的响应系数，1/2500，见Al条。假定报警启动点为510Gy/h，则：194 15146 9-94 12 1 1 5 x 10叫时o.15x 3.6 10 I X xm一 r 3 2 500 GB 所以r240 ID 我（Al）给出了其它类型功率骤增过程下r的计算值。表Al三种类型功率骤增下有效作用半径。）的计算值ID r,(T,=510斗Gy/h)功率骤增类型革24由无慢化无反射金

14、属装置的瞬变过程766 慢化装置E曹雪瓣受过程156 慢化装寰的稳态过程噎、mU髦，时节Fa附由舷罩从褒Al中给出的结果可以明显地看出，对于慢化装逝的稳态过程，探测器的有效作用半径是最小的，并且一锻情况下总是这样e针对这一极限倩影，依据本标准的探测准烈，可以画出t董事曾启动点与探测器有效作用半径的关系汹线，如图Al。所用的数据是暴于对慢化装置的稳态过穰这一极限情形的计算结果。;t予那些事要求路两道符合去触发报警并旦径一锻造失效恕不会影确系统继续工作的场所，当报苦苦启动点设置为510Gy/h时，应要求在Ye操作区内每个且在150田的半径被商内设置三个探测器。IO L 。L叫19, i悦撮，属器有

15、飨作限奇异性，2如采用Y剂量率仪的报警系统报警启动点与探测器有效作用半径阔的关系曲线00 Al B1 总则GB 1 51 4 6 9 9 4 附录B应急计划（参考件）临界事故报警系统的设置本身就意味着发生这类事故的危险概率是不容忽视的。因此，应针对这类事故及其可能产生的后果制定适当的应急计划。本附录列出了在制定这类计划时应考虑的内容。B2 撤离路线应急计划应当清楚地标明撤离路线。在实际可行的条件下，撤离路线应是最快和最直接的路线。撤离路线应有明显的标记。B3 集合地点应指定撤离人员的集合地点，集合地点应在撤离区域以外。B4 清点人数应有一定的方法来确定所有应撤离人员均已撤出事故区域B5 训练和

16、演习应按撤离方法对人员进行训练，并且使所有人员熟知撤离路线和集合地点。对新的工作人员应立即进行教育和演练。应至少每年举行一次应急演习，并相应改进设施的应急计划。这类应急演习应预先通告。B6 应急程序应急程序应预先制定并由设施主管部门认可。应将演习的场景设计告知预期参加应急响应的部门，并协助它们拟定适当的应急响应程序。这些部门既包括场内的，同时也包括场外的。B7 医疗准备应为护理和治疗受伤及受照人员做出预先安排。应考虑人员被放射性核素沾污的可能性。BB个人剂量测定应急计划应包括个人剂量测定和受照人员的快速识别的程序。副辐射监测应提供测定I临界事故后辐射水平的仪表和程序。应设立指挥中心来控制总的信息联络。I f向GB 15146 9 94 附加说明本标准由中国核工业总公司提出。本标准由中国原子能科学研究院负责起草。本标准主要起草人姜德熙、章晓剑。1 97