РБ 007-99 УЧЕТ ФЛЮЕНСА БЫСТРЫХ НЕЙТРОНОВ НА КОРПУСАХ И ОБРАЗЦАХ-СВИДЕТЕЛЯХ ВВЭР ДЛЯ ПОСЛЕДУЮЩЕГО ПРОГНОЗИРОВАНИЯ РАДИАЦИОННОГО РЕСУРСА КОРПУСОВ

Руководство по безопасности РБ-007-99

УЧЕТ ФЛЮЕНСА БЫСТРЫХ НЕЙТРОНОВ НА КОРПУСАХ И ОБРАЗЦАХ-СВИДЕТЕЛЯХ ВВЭР ДЛЯ ПОСЛЕДУЮЩЕГО ПРОГНОЗИРОВАНИЯ РАДИАЦИОННОГО РЕСУРСА КОРПУСОВ

(утв. постановлением Госатомнадзора РФ от 21 апреля 1999 г. N 2)

Введено в действие с 1 января 2000 г.

Выпускается впервые

ВВЭР - водо-водяной энергетический реактор

КР - корпус реактора

ОС - образцы-свидетели

ППН - интегральная по энергии плотность потока нейтронов, н/(см²´ с)

Ф - скорость накопления флюенса нейтронов, н/(см²´ с)

dpa, dpa/c - число и скорость (с(-1)) смещений на атом

Е - энергия нейтронов, МэВ

F - интегральный по энергии флюенс нейтронов, н/см²

R(i) - удельная скорость реакции в i-м нейтронно-активационном детекторе, Бк/ядро

SI_E - спектральный индекс, отн. ед.

t - время, с

1. Флюенс быстрых нейтронов F - полное число быстрых нейтронов с энергией больше определенной выбранной энергии, которое проходит через единицу площади в течение времени облучения. Флюенс быстрых нейтронов выражен определенным интегралом по времени зависящей от времени плотности потока нейтронов с энергией больше определенной выбранной энергии.

2. Накопленный флюенс быстрых нейтронов F_t - фактический флюенс быстрых нейтронов, накопленный к конкретному моменту времени работы реактора.

3. Скорость накопления флюенса быстрых нейтронов Ф - средняя за время накопления флюенса быстрых нейтронов (например, время кампании, облучения) ППН, приведенная к номинальному уровню тепловой мощности реактора.

4. Спектральный индекс SI_E - отношение Ф нейтронов с энергией больше E к Ф нейтронов с энергией больше 0,5 МэВ.

5. Радиационный ресурс КР - прогнозируемое время работы реактора на номинальной мощности, в течение которого выполняются условия, при которых обеспечивается сопротивление хрупкому разрушению КР.

6. Коэффициент запаса - безразмерная величина, которая больше единицы и показывает, во сколько раз нужно изменить значение оцененного параметра, чтобы результат перекрывал максимальные отклонения параметра, обусловленные неопределенностями в оценке параметра, соблюдая принцип консервативности величины, учитываемой в оценках критериев безопасности, и при вычислении которой используется оцененный параметр.

1.1. Настоящее руководство по безопасности (далее - РБ) разработано с целью обеспечения реализации положений и требований федеральных норм и правил в области использования атомной энергии (ОПБ-88/97, ПБЯ РУ АС-89, Нормы расчета на прочность оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок (ПНАЭ Г-7-002-86), Правила устройства и безопасной эксплуатации оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок (ПНАЭ Г-7-008-89), Требования к содержанию отчета по обоснованию безопасности АС с реакторами типа ВВЭР (ПНАЭ Г-01-036-95) по учету флюенса быстрых нейтронов. Рекомендуемые подходы уточняют, развивают и совершенствуют принятые на практике пути реализации положений и требований федеральных норм и правил в области использования атомной энергии для обеспечения надежного определения и контроля флюенса и других характеристик поля быстрых нейтронов на КР и ОС ВВЭР, приемлемых для использования при прогнозировании радиационного ресурса КР.

В случае если для выполнения соответствующих положений и требований федеральных норм и правил в области использования атомной энергии организация, осуществляющая деятельность в области использования атомной энергии, применяет иные способы и методы, чем те, которые рекомендованы в РБ, их следует обосновать, показав, что выбранные способы и методы обеспечивают выполнение требований федеральных норм и правил в области использования атомной энергии.

1.2. РБ определяет порядок и организацию учета флюенса быстрых нейтронов на КР и ОС ВВЭР для прогнозирования радиационного ресурса КР, а также содержит рекомендации к учету флюенса быстрых нейтронов при проектировании, эксплуатации реактора (включая эксплуатацию после термического отжига КР), в том числе к:

- порядку и организации учета флюенса быстрых нейтронов;

- прогнозированию флюенса быстрых нейтронов при проектировании;

- учету флюенса быстрых нейтронов при эксплуатации, методикам учета и их обоснованию;

- оценке значений характеристик поля быстрых нейтронов для прогнозирования радиационного ресурса КР.

1.3. Положения РБ распространяются на ВВЭР атомных электростанций, для корпусов которых проводится расчет на сопротивление хрупкому разрушению с учетом сдвига критической температуры хрупкости вследствие влияния облучения (в соответствии с разделом 5.8 ПНАЭ Г-7-002-86 и разделом 8 приложения 2 ПНАЭ Г-7-002-86), а также на ВВЭР атомных электростанций, на которых осуществляется программа контроля за состоянием металла КР при эксплуатации путем испытаний ОС, устанавливаемых в реактор (в соответствии с разделом 7 ПНАЭ Г-7-008-89).

1.4. РБ предназначено для специалистов Госатомнадзора России, а также эксплуатирующих организаций и организаций, выполняющих работы и предоставляющих услуги эксплуатирующим организациям.

2.1. Порядок учета флюенса быстрых нейтронов на КР и ОС ВВЭР включает определение характеристик поля нейтронов, их контроль во времени, представление с указанием погрешности, документирование.

2.2. Установленные при этом учете значения характеристик поля нейтронов используются для прогнозирования флюенса быстрых нейтронов на КР на весь срок службы и для прогнозирования радиационного ресурса КР.

2.3. Учет флюенса быстрых нейтронов организуется при проектировании (проводится определение проектных значений характеристик поля нейтронов) и эксплуатации реактора.

2.4. Характеристики поля нейтронов, важные с точки зрения учета флюенса быстрых нейтронов: флюенс нейтронов F с энергией больше 0,5 МэВ, скорость накопления флюенса нейтронов Ф с энергией больше 0,5 МэВ, спектр нейтронов, спектральный индекс Sl_E. Функционально связанные с характеристиками поля нейтронов параметры, важные с точки зрения учета флюенса быстрых нейтронов: dpa, dpa/c, R(i).

2.5. Учет флюенса быстрых нейтронов проводится в характерных точках КР и ОС ВВЭР, которые должны включать:

- точки по толщине стенки КР, начиная от точки внутренней поверхности, в которых достигается максимум флюенса нейтронов с энергией больше 0,5 МэВ;

- точки в соответствии с п. 5.8.7.2 ПНАЭ Г-7-002-86 для расчетного сечения КР;

- точки внешней поверхности КР, в которых достигается максимум флюенса нейтронов с энергией больше 0,5 МэВ;

- центр середины отдельного ОС стали КР (для ОС с надрезом - центр плоскости распространения трещины) и точки в отдельном исследованном ОС, в которых проводилось изучение свойств стали (точки излома, микроструктурного анализа и т.п.).

2.6. Прогнозирование радиационного ресурса КР с использованием установленных в результате учета значений характеристик поля нейтронов проводится для критической точки КР, являющейся одной из точек расчетного сечения КР, в которой достигаются предельные условия обеспечения сопротивления хрупкому разрушению, приведенные в разделе 5.8 ПНАЭ Г-7-002-86, исходя из анализа всех возможных режимов.

2.7. Организацию учета флюенса быстрых нейтронов осуществляют эксплуатирующие организации.

2.8. Проектные значения характеристик поля нейтронов на КР и ОС приводятся в проекте ВВЭР и проектных документах по КР, содержащих обоснование сопротивления хрупкому разрушению КР. Результаты учета флюенса быстрых нейтронов на КР во время эксплуатации вносятся в документацию, содержащую обоснование эксплуатации реактора в очередную кампанию. Результаты учета флюенса быстрых нейтронов на ОС во время эксплуатации вносятся в отчетную документацию в соответствии с п. 7.8 ПНАЭ Г-7-008-89.

3.1. При проектировании ВВЭР осуществляется прогнозирование значений флюенса и скорости накопления флюенса быстрых нейтронов на КР и ОС.

3.2. Следует:

- приводить расчетные значения скорости накопления флюенса, флюенса нейтронов с энергией больше 0,5 МэВ, накапливаемого за расчетный проектный срок службы КР в точке максимума распределения по КР флюенса нейтронов с энергией больше 0,5 МэВ для проектных режимов эксплуатации, а также оценивать погрешность этих значений скорости накопления флюенса и флюенса нейтронов с энергией больше 0,5 МэВ;

- определять и обосновывать значения и погрешности значений характеристик поля нейтронов в характерных точках КР и ОС, таких как F, Ф нейтронов с энергией больше 0,5 МэВ, спектр нейтронов (возможно рассматривать многогрупповой спектр для выбранных точек КР (внутренняя, внешняя поверхность, 1/4 толщины) и ОС (центр середины), спектральные индексы Sl_E для энергий нейтронов 0,1; 1; 3; 6 МэВ, а также значение скорости накопления флюенса тепловых нейтронов.

3.3. Рекомендуется приводить информацию об обосновании флюенса быстрых нейтронов на КР и ОС, а также:

- описание расчетной методики получения трехмерных характеристик поля нейтронов на КР и ОС;

- обоснование использования указанной расчетной методики;

- пространственные распределения скорости накопления флюенса нейтронов с энергией больше 0,5 МэВ и тепловых нейтронов (на внутренней, внешней поверхности КР, по толщине КР, по высоте и толщине отдельных ОС);

- значения dpa, dpa/c, R(i) для выбранных точек КР и ОС (где имеется обоснованная информация о спектре нейтронов), оценку их погрешности и методы их получения. Рекомендуемые наборы нейтронно-активационных детекторов для экспериментального обоснования характеристик поля нейтронов в области КР и ОС ВВЭР приведены в приложении 1.

3.4. Для обоснования расчетных методик, значений и погрешности значений характеристик поля нейтронов на КР и ОС должно быть проведено сравнение расчетных и экспериментальных данных, полученных в базовых экспериментах (экспериментах с использованием максимально возможных по типу, составу и номенклатуре детекторов и с подтверждением надежности полученных результатов). Рекомендуется проводить обоснование:

- спектральных индексов и пространственных коэффициентов (отношение значений ППН с энергией больше определенной выбранной энергии, например, 0,5 МэВ, в двух разных характерных пространственных точках) экспериментами на макетах корпусов ВВЭР на исследовательских реакторах или установках;

- абсолютных значений характеристик поля нейтронов (или R(i) для характерных реакций) экспериментами на действующих ВВЭР (возможно других модификаций) в околокорпусном пространстве (например, в воздушном зазоре за КР и на ОС).