Ядерная колбу является транспортировочным контейнером, который используется для транспортировки активных ядерных материалов между АЭС и отработавшим топливом по переработке.
Каждый транспортный контейнер спроектирован таким образом, чтобы сохранять целостность при нормальных условиях транспортировки и в условиях гипотетической аварии. Они должны защищать свое содержимое от повреждений со стороны внешнего мира, например от ударов или пожара. Они также должны удерживать свое содержимое от утечки, как для физической утечки, так и для радиологической защиты.
Типовой контейнер для перевозки ОЯТ, установленный на железнодорожном вагонеКонтейнеры для перевозки отработавшего ядерного топлива используются для транспортировки отработавшего ядерного топлива, используемого на атомных электростанциях и исследовательских реакторах, на места захоронения, такие как центр ядерной переработки на площадке COGEMA La Hague.
Контейнеры, перевозимые по железной дороге, используются для перевозки отработавшего топлива с атомных электростанций в Великобритании и с завода по переработке отработавшего ядерного топлива в Селлафилде. Каждая колба весит более 50 тонн и обычно перевозит не более 2,5 тонн отработавшего ядерного топлива.
За последние 35 лет компания British Nuclear Fuels plc (BNFL) и ее дочерняя компания PNTL осуществили более 14000 перевозок ОЯТ в контейнерах по всему миру, перевезя более 9000 тонн ОЯТ на расстояние более 16 миллионов миль по автомобильным, железнодорожным и морским путям без радиологических выбросов. Компания BNFL спроектировала, лицензировала и в настоящее время владеет и эксплуатирует парк из примерно 170 контейнеров конструкции Excellox. BNFL имеет парк транспортных контейнеров для перевозки ОЯТ в Соединенное Королевство, континентальную Европу и Японию на переработку.
В Великобритании была проведена серия публичных демонстраций, в ходе которых фляги с отработавшим топливом (загруженные стальными стержнями) были подвергнуты моделированию аварийных условий. Случайно выбранную колбу ( никогда не использовавшуюся для хранения отработанного топлива) из производственной линии сначала сбрасывали с башни. Колбу бросали так, чтобы самая слабая ее часть первой ударилась о землю. Крышка колбы была слегка повреждена, но из колбы выходило очень мало материала. Из колбы вылилось немного воды, но считалось, что в реальной аварии утечка радиоактивности, связанной с этой водой, не будет угрозой для людей или окружающей их среды.
Для второго испытания ту же колбу закрыли новой крышкой, снова наполнив ее стальными прутьями и водой, прежде чем поезд въехал в нее на высокой скорости. Фляга сохранилась только с косметическими повреждениями, а поезд был уничтожен. Хотя это и называется испытанием, фактические нагрузки, которым подверглась колба, были значительно ниже тех, на которые она рассчитана, поскольку большая часть энергии столкновения была поглощена поездом, а также при перемещении колбы на некоторое расстояние. Эта фляга выставлена в учебном центре на электростанции Heysham 1.
Колбы Magnox, представленные в начале 1960-х годов, состоят из четырех слоев; внутренний контейнер для отходов; направляющие и протекторы вокруг скипа; все они заключены в стальной основной корпус самой колбы толщиной 370 миллиметров (15 дюймов) с характерными охлаждающими ребрами; и (с начала 1990-х) транспортная кабина из панелей, которые обеспечивают внешний корпус. Колбы для отходов из более поздних усовершенствованных электростанций с реакторами с газовым охлаждением аналогичны, но имеют более тонкие стальные основные стенки толщиной 90 миллиметров (3,5 дюйма), чтобы оставить место для обширной внутренней свинцовой защиты. Колба защищена болт засов, который предотвращает содержимое от несанкционированного доступа во время транспортировки.
Все резервуары принадлежат Управлению по снятию с эксплуатации ядерных объектов, владельцам Direct Rail Services. Поезд, перевозящий фляги, будет буксировать двумя локомотивами класса 20 или 37, но все чаще используются локомотивы классов 66 и 68 ; локомотивы используются парами в качестве меры предосторожности на случай отказа одного из них в пути. Гринпис протестует против того, что фляги в железнодорожном транспорте представляют опасность для пассажиров, стоящих на платформах, хотя многие тесты, проведенные Управлением по охране здоровья и безопасности, доказали, что пассажирам безопасно стоять на платформе, когда фляга проходит мимо.
Ударопрочность колбы была продемонстрирована публично, когда British Rail Класс 46 локомотивов был принудительно загнан в колбу (рельсов, содержащей воду и стальные стержни в месте радиоактивного материала) при 100 миль в час (160 км / ч); фляга имела минимальные поверхностные повреждения без нарушения ее целостности, в то время как и вагон-платформа, и локомотив, были более или менее разрушены. Кроме того, колбы нагревали до температуры более 800 ° C (1470 ° F), чтобы доказать безопасность при пожаре. Однако критики по разным причинам считают тестирование некорректным. Утверждается, что тепловое испытание значительно ниже, чем у теоретических наихудших пожаров в туннеле, а при наихудшем случае сегодняшнего удара скорость закрытия составит около 170 миль в час (270 км / ч). Тем не менее, было несколько аварий с флягами, включая сход с рельсов, столкновения и даже падение фляги во время перехода с поезда на дорогу, при этом утечки не произошло.
Были обнаружены проблемы, когда колбы «потеют», когда небольшие количества радиоактивного материала, поглощенного краской, мигрируют на поверхность, вызывая риск загрязнения. Исследования показали, что 10–15% флаконов в Соединенном Королевстве страдали от этой проблемы, но ни одна из них не превышала рекомендуемые международные пределы безопасности. Было обнаружено, что аналогичные колбы в континентальной Европе незначительно превышают пределы загрязнения во время тестирования, и были введены дополнительные процедуры мониторинга. Чтобы снизить риск, современные британские фляги для фляг 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 будут в пределах лимита. В отчете 2001 года указаны потенциальные риски и меры, которые необходимо предпринять для обеспечения безопасности.
В Соединенных Штатах приемлемость конструкции каждого контейнера оценивается в соответствии с разделом 10, часть 71 Свода федеральных правил (судовые контейнеры других стран, возможно, за исключением России, спроектированы и испытаны в соответствии с аналогичными стандартами (International Atomic Energy Агентство «Правила безопасной перевозки радиоактивных материалов» № ТС-Р-1)). Проекты должны демонстрировать (возможно, путем компьютерного моделирования) защиту от радиологического выброса в окружающую среду во всех четырех следующих гипотетических аварийных условиях, рассчитанных на 99% всех аварий:
Кроме того, между 1975 и 1977 годами Sandia National Laboratories провела полномасштабные краш-тесты контейнеров для перевозки отработавшего ядерного топлива. Хотя бочки были повреждены, ни одна не протекла.
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, участвующие в перевозках отработавшего топлива:
С 1965 года около 3000 партий отработавшего ядерного топлива были безопасно перевезены по автомагистралям, водным путям и железным дорогам США.
18 июля 2001 года грузовой поезд, перевозивший опасные (неядерные) материалы, сошел с рельсов и загорелся при проезде через железнодорожный туннель на Ховард-стрит в центре Балтимора, штат Мэриленд, США. Огонь продолжался 3 дня при температуре до 1000 ° C (1800 ° F). Поскольку бочки рассчитаны на 30-минутный пожар при 800 ° C (1475 ° F), было сделано несколько отчетов о неспособности бочек пережить пожар, подобный балтиморскому. Однако ядерные отходы никогда не будут транспортироваться вместе с опасными (легковоспламеняющимися или взрывоопасными) материалами одним и тем же поездом или путём.
25 февраля 2003 г. штат Невада, США, опубликовал отчет, озаглавленный «Последствия пожара в туннеле на балтиморской железной дороге для полномасштабных испытаний транспортных контейнеров». Балтиморский пожар:
Национальной академии наук, по просьбе штата Невада, подготовила доклад 25 июля 2003 г. В докладе делается вывод о том, что необходимо сделать следующее:
Комиссия по ядерному регулированию США опубликовала отчет в ноябре 2006 г. В нем говорится:
Для сравнения: транспортировка отработавшего ядерного топлива в Канаде ограничена. Транспортные контейнеры были разработаны для автомобильного и железнодорожного транспорта, и регулирующий орган Канады, Комиссия по ядерной безопасности Канады, предоставил разрешение на использование контейнеров, которые также могут использоваться для перевозки на баржах. Правила Комиссии запрещают раскрывать информацию о местонахождении, маршрутах и сроках перевозки ядерных материалов, таких как отработавшее топливо.
Ядерные баллоны с отработавшим ядерным топливом иногда перевозят морем для переработки или перемещения в хранилище. Суда, принимающие эти грузы, классифицируются Международной морской организацией по разным категориям INF-1, INF-2 или INF-3. Кодекс был введен в качестве добровольной системы 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 эту классификацию, суда должны соответствовать ряду конструктивных стандартов и стандартов безопасности. Суда, используемые для перевозки отработавшего ядерного топлива, как правило, построены специально для этой цели и обычно называются перевозчиками ядерного топлива. Мировой флот включает суда под флагами Великобритании, Японии, Российской Федерации, Китая и Швеции.
Эта статья включает материалы, являющиеся общественным достоянием, из документа правительства США : « Ответные меры пакета для транспортировки отработавшего топлива на сценарий пожара в туннеле в Балтиморе (NUREG / CR-6886) ».