Содержание к диссертации
Введение
1 Разработка транспортного пакета для воздушной перевозки упаковок типа B(U) с облученными тепловыделяющими сборками исследовательских реакторов 12
1.1 Разработка специализированного контейнера для перевозки ТУК-19 всеми видами транспорта 12
1.2 Расчетный анализ безопасности перевозки ОЯТ воздушными судами в упаковках типа B(U) в составе транспортного пакета
1.2.1 Прочность 17
1.2.2 Тепловое состояние 29
1.2.3 Радиационная безопасность 32
1.2.4 Потери радиоактивного содержимого 35
1.2.5 Ядерная безопасность 38
1.3 Выводы по главе 1 40
2 Разработка упаковки типа С для перевозки облученных тепловыделяющих сборок исследовательских реакторов воздушным транспортом 43
2.1 Определение предельных запасов прочностной стойкости контейнера SKODA VPVR/M
при механических воздействиях 44
2.1.1 Определение допустимой высоты подъема контейнера SKODA VPVR/M 44
2.1.2 Оценка предельных перегрузок контейнера SKODA VPVR/M 52
2.2 Определение предельных характеристик герметичности контейнера SKODA VPVR/M57
2.2.1 Параметры и характеристики системы герметизации 57
2.2.2 Объект и методика исследования 58
2.2.3 Экспериментальные результаты 59
2.2.4 Выводы по разделу 2.2 60
2.3 Оценки основных параметров системы амортизации ТУК SKODA VPVR/M 61
2.3.1 ТУК SKODA VPVR/M со штатными демпферами 61
2.3.2 Контейнер SKODA VPVR/M без штатных демпферов 62
2.3.3 Выводы по разделу 2.3 63
2.4 Выбор материала системы амортизации контейнера SKODA VPVR/M 64
2.4.1 Гомогенные материалы 64
2.4.2 Гетерогенные материалы 67
2.4.3 Обоснование выбора материала 73
2.4.4 Выводы по разделу 2.4 75
2.5 Расчетный анализ конструкции защитно-демпфирующего кожуха 75
2.5.1 Описание конструкции 75
2.5.2 Основные условия расчета з
2.5.3 Компьютерные модели 77
2.5.4 Результаты расчетов 78
2.5.5 Выводы по разделу 2.5 84
2.6 Испытания ТУК-145/С 85
2.6.1 Испытания макета ТУК-145/С на соударение с преградой со скоростью 90 м/с .85
2.6.2 Технологические испытания ТУК- 145/С 96
2.6.3 Выводы по разделу 2.6 97
2.7 Расчетный анализ безопасности ТУК-145/С 98
2.7.1 Прочность 98
2.7.2 Тепловое состояние 104
2.7.3 Радиационная безопасность 105
2.7.4 Потери радиоактивного содержимого 106
2.7.5 Ядерная безопасность 107
2.7.6 Выводы по разделу 2.7 ПО
2.8 В ыводы по главе 2 110
Заключение 113
Список сокращений и условных обозначений 117
Словарь терминов 118
Список литературы
- Расчетный анализ безопасности перевозки ОЯТ воздушными судами в упаковках типа B(U) в составе транспортного пакета
- Потери радиоактивного содержимого
- Определение предельных характеристик герметичности контейнера SKODA VPVR/M57
- Расчетный анализ конструкции защитно-демпфирующего кожуха
Расчетный анализ безопасности перевозки ОЯТ воздушными судами в упаковках типа B(U) в составе транспортного пакета
Основным документом, регламентирующим перевозки радиоактивных материалов по территории Российской Федерации, являются «Правила безопасности при транспортировании радиоактивных материалов» (НП-053-04)5 [76], за рубежом - «Правила безопасной перевозки радиоактивных материалов» (Требования безопасности МАГАТЭ № TS-R-1)6 [77]. Эти документы допускают воздушную перевозку в транспортных упаковочных комплектах типа радиоактивных делящихся материалов с ограниченной активностью . Из ОЯТ ИР, расположен-ных за границей, сравнительно низкие значения активности имеют ОТВС типа С-36 [78] исследовательского реактора VVR-S (институт IFIN-HH,r. Магуреле, Румыния). При их размещении в ТУК-19 суммарная активность не превышает 260Аг. Это существенно ниже порогового значения ЗОООАг, что позволяет осуществить перевозку указанного ОЯТ воздушным транспортом. Исходя из этого, в данной работе все обоснования безопасности перевозки ОЯТ ИР воздушными судами в упаковках типа B(U) проведены на примере ТУК-19 с ОТВС С-36.
Виды испытаний, которые должна выдержать упаковка в нормальных условиях перевозки, являются едиными и не зависят от вида используемого транспорта. Поскольку безопасность перевозки ОЯТ ИР в ТУК-19 в нормальных условиях обоснована при разработке конструкции [79], основное внимание при проведении анализа безопасности перевозки упаковки воздушным транспортом уделено авиационной аварии.
В соответствии с Правилами НП-053-04 и № TS-R-1, упаковка типа B(U), предназначенная для перевозки воздушным транспортом, должна быть подкритичной в течение двух серий испытаний.
Испытания первой серии включают: падение упаковки с высоты 9 м на горизонтальную поверхность; падение упаковки с высоты 3 м на штырь; падение тела массой 500 кг с высоты 9 м на упаковку; тепловое испытание в течение 60 минут при температуре пламени не менее 800 С . Испытание второй серии предусматривает столкновение упаковки с мишенью при скорости не менее 90 м/с .
Для проведения численных исследований напряженно-деформированного состояния конструкций при механических воздействиях были разработаны трехмерные компьютерные модели ОТВС , ТУК-19 и СГКК, в которых подробно представлены все их основные элементы [80].
Конструкция ТУК-19 является симметричной относительно плоскости XOY общей системы координат (см. рисунок АЛ приложения А). Поэтому при оценке прочности отдельного ТУК-19, не находящегося в составе СГКК, в целях экономии вычислительных ресурсов и затрат
Классификации упаковок по типам, нормативные, требования к упаковкам при перевозке радиоактивных и деля щихся материалов воздушными судами приведены в приложении В.
Описание и общий вид ТВС С-36 приведены в приложении Д [78]. времени на проведение расчетов рассматривалась половина конструкции. Учет влияния второй половины конструкции осуществлялся введением соответствующих граничных условий симметрии. Размерность конечно-элементной сетки модели ТУК-19 с четырьмя ОТВС составляет 715 500 восьмиузловых конечных элементов (833 600 узлов). На рисунке 1.5 показано в качестве примера покрытие конечно-элементной сеткой отдельных фрагментов конструкции ТУК-19. Для исследования напряженно-деформированного состояния СГКК модель СГКК была объединена с моделью ТУК-19 и моделью ОТВС. а) область крышки ТУК б) продольный разрез (область вблизи верхнего запорного устройства)
В отдельных расчетных случаях, когда возможно введение граничных условий симметрии, рассматривалась половина конструкции СГКК и ТУК (столкновение с преградой крышей контейнера, основанием и торцевой стенкой). В случае невозможности введения граничных условий рассматривались полные конструкции СГКК и ТУК (столкновение контейнера с преградой боковой стенкой, столкновение под углом с преградой).
Расчет динамического поведения конструкции осуществлялся на основе соотношений механики сплошных сред с учетом контактного взаимодействия элементов конструкции между собой. При этом, при расчете контактных взаимодействий элементов учитывалось трение между контактирующими поверхностями.
Конечные элементы представлены объемными, оболочечными и балочными элементами. Динамическое деформирование материалов элементов конструкции описывалось соотношениями дифференциальной теории пластичности с линейным кинематическим упрочнением. а) фрагмент верхней части конструкции б) фрагмент нижней части конструкции
Система уравнений, описывающая движение деформируемой конструкции, формулировалась в переменных Лагранжа. Решение системы проводилось методом конечных элементов с использованием явной конечно-разностной схемы интегрирования по времени.
Численные расчеты выполнялись с учетом разрушения наиболее значимых элементов исследуемых конструкций: болтовые соединения («крышка - корпус ТУК», «защитные крышки запорных устройств - корпус ТУК»), детали системы раскрепления ТУК в СГКК, талрепы для крепления крыши к корпусу СГКК.
Для описания процесса разрушения в моделях конструкций использовались алгоритмы удаления конечных элементов. При таком подходе из расчета исключаются конечные элементы, в которых растягивающие деформации превышают величину предельной деформации при одноосном растяжении, либо элементы, сжатые более чем на 95 %.
Значения физико-механических характеристик материалов, использованные при проведении расчетов, приведены в таблице ЕЛ приложения Е [81], [82], [83]. Расчетные исследования проводились с использованием аттестованного в Госстандарте России трехмерного программного комплекса «ДИНАМИК А-3» (сертификат соответствия Госстандарта России № РОСС RU.ME20.H00338) [84].
Для случаев соударения с преградой внешнее воздействие на конструкцию задавалось следующим образом. В исходном состоянии исследуемая конструкция опирается на неподвижную преграду. При падении упаковки с заданной высоты, а также при имитации авиационной аварии преграда моделируется стальной прямоугольной пластиной, которая жестко закреплена со стороны, про 20 тивоположной удару. При падении на штырь упаковка опирается на поверхность штыря, основание которого жестко закреплено.
В начальный момент времени t=0 ко всем составным элементам конструкции прикладывается равномерное поле скорости, направление которой совпадает с направлением падения конструкции. Деформирование конструкции происходит в результате контактного взаимодействия с преградой (пластина или штырь).
Потери радиоактивного содержимого
Результаты измерений утечки в зависимости от величины раскрытия стыка приведены в таблице 2.3 [100]. Согласно результатам измерений, с увеличением величины зазора между вторичной крышкой и корпусом контейнера утечка из контейнера возрастает, однако герметизирующую способность прокладка полностью не утрачивает.
Полученные результаты полностью соответствуют диаграмме деформирования прокладки Helicoflex, согласно которой величина обратного хода («decompression», см. рисунок 2.20), при которой прокладка сохраняет герметизирующую способность, составляет 0,7 мм.
При переходе на четвертый шаг (величина раскрытия стыка 1 мм) произошла разгерметизация контейнера: через минуту давление в контейнере достигло значения 76,8 кПа, через две минуты - 93,7 кПа, через три минуты - 100 кПа. Значение утечки, рассчитанное по результатам измерений давления, составило 146 Па-м /с.
Указано среднее значение по результатам четырех измерений. 2 - Указано значение чувствительности гелиевого течеискателя.
На рисунке 2.22 приведены результаты определения утечки в зависимости от величины раскрытия стыка между вторичной крышкой и корпусом контейнера. Здесь же представлены результаты интерполяции полученных результатов полиномом третьей степени:
Коэффициент корреляции, указывающий на тесноту связи между результатами расчета по формуле (2.1) и экспериментальными результатами, равен 0,998. При предельном значении раскрытия стыка 0,75 мм, которое может иметь место при падении контейнера SKODA VPVR/M с высоты 9 м, максимальная утечка из упаковки может составить, согласно результатам расчета по формуле (2.1), umax = 2,1-Ю"2 м3-Па/с.
Выполнено экспериментальное определение предельных характеристик герметичности контейнера SKODA VPVR/M. В качестве объекта исследования использовался контейнер № 006. Эксперименты включали в себя определение зависимости утечки гелия через уплотняемое соединение верхней вторичной крышки от величины раскрытия стыка между вторичной крышкой и корпусом контейнера.
Получена эмпирическая зависимость утечки гелия от величины зазора между вторичной крышкой и корпусом контейнера. При предельном значении раскрытия стыка 0,75 мм, которое может иметь место при падении контейнера SKODA VPVR/M с высоты 9 м, максимальная утечка из упаковки может составить 2,1-10" м -Па/с.
Для обеспечения торможения упаковки в процессе соударения с преградой с постоянно заданным ускорением необходимо обеспечить контакт внутренней поверхности системы амортизации со всей внешней поверхностью ТУК SKODA VPVR/M. Исходя из этого, использование ТУК со штатными демпферами требует установки и закрепления дополнительных вставок по торцевой поверхности ТУК в зоне установки штатного демпфера, а также по всей боковой поверхности контейнера (рисунок 2.23).
В результате, согласно оценкам, использование ТУК SKODA VPVR/M со штатными демпферами приводит к увеличению массы упаковки до 45 т, высоты и диаметра - до 3,86 м и 2,78 м, соответственно [102], [57]. Увеличение массо-габаритных характеристик упаковки усложняет технологический процесс ее загрузки в воздушные суда ввиду ограничений по массе для их грузоподъемного оборудования. Более того, это делает невозможным применение самолета Ил-76ТД, что существенно ограничивает использование воздушных перевозок. По этим причинам при создании упаковки типа С вариант использования ТУК SKODA VPVR/M со штатными демпферами был признан нецелесообразным. 2.3.2 Контейнер SKODA VPVR/M без штатных демпферов Для оценки возможности использования контейнера SKODA VPVR/M без штатных демпферов были выполнены предварительные расчеты, в ходе которых определено влияние наружного диаметра динамической защиты на следующие параметры: - максимальные перегрузки контейнера в боковом и осевом направлениях; - угол зоны предельного смятия боковой системы амортизации; при боковом ударе контейнер в процессе торможения не смещается относительно демпфера. Контейнер совместно с боковой частью демпфера длиной L тормозится только той частью демпфера, которая находится под контейнером (область 1 на рисунке 2.24); при осевом ударе контейнер также тормозится той частью демпфера, которая находится под контейнером (область 2 на рисунке 2.24), при этом учитывается смещение контейнера относительно боковых частей демпфера; демпфер изотропный и идеально пластичный; предельное относительное смятие амортизатора Ксм = 0,7 (коэффициент смятия демпфера); средняя плотность демпфера в боковом и осевом направлениях одинаковы.
При проведении расчетов скорость соударения была принята равной V = 95 м/с, что составляет 106 % от значения, рекомендуемого Правилами НП-053-04 и № TS-R-1.
Массогабаритные характеристики контейнера и ЗДК в расчетах имели следующие значения: - суммарная масса контейнера SKODA VPVR/M и ЗДК равна 25 000 кг, из них: масса контейнера - 12 000 кг, масса боковой системы амортизации, примыкающей к боковой поверхности контейнера - 6 000 кг, масса осевой системы амортизации, примыкающей к торцам контейнера и боковой системе амортизации - 7 000 кг;
Согласно результатам расчетов, приемлемые значения перегрузок, при которых обеспечивается прочность контейнера SKODA VPVR/M без существенного наращивания массы ЗДК, может быть обеспечена при соблюдении условия 2,0 Х 2,8. В частности, при Я,=2,25 диаметр ТУК будет равен 2,7 м, высота 3,0 м, боковые перегрузки около 1900 ед., а осевые - около 1600 ед. Такой уровень перегрузок может быть приемлемым из условия гарантированного сохранения прочности контейнера после удара. Средняя плотность демпфера не должна превышать значения (800-900) кг/м , а среднее напряжение сжатия демпфера должно быть на уровне (700-1000) кгс/см . Необходимо учитывать также то, что демпфер должен соответствовать принятому условию сжимаемости материала около 70 %.
Определение предельных характеристик герметичности контейнера SKODA VPVR/M57
Средняя квадратическая погрешность определения угла подхода макета ТУК к мишени не хуже±1,0. Погрешность хронографических измерений составляет ±(0,2+3x10" Тшм) мкс.
Скорость движения РТ и макета ТУК-145/С по рельсовым направляющим ракетного трека определялась с использованием аттестованных расчетных методик по результатам регистрации времен прохождения РТ и макета ТУК-145/С через датчики пути и хронографические кабельные датчики, установленные в заданных сечениях трека.
Перед началом испытаний макета ТУК-145/С были проведены освидетельствование его состояния на соответствие требованиям конструкторской документации и регистрация параметров, отвечающих за состояние системы герметизации: моменты затяжки болтов крепления внешних крышек главного разъема к корпусу контейнера; размеры болтов крепления внешних крышек главного разъема к корпусу контейнера; размеры между внешними крышками верхнего и нижнего главного разъема и корпусом макета контейнера SKODA VPVR/M в районе специально выполненных для этих целей отверстий.
После испытаний была проведена дефектация макета ТУК-145/С, которая включала в себя: - кино и фотосъемку конечного состояния макета ТУК-145/С и его составных частей; - регистрацию повреждений, полученных макетом ТУК-145/С и его составными частями; - измерение параметров конструкции, отвечающих за состояние системы герметизации: о моменты затяжки болтов крепления внешних крышек главного разъема к корпусу макета контейнера; о размеры болтов крепления внешних крышек главного разъема к корпусу макета контейнера; о размеры между внешними крышками верхнего и нижнего главного разъе ма и корпусом макета контейнера SKODA VPVR/M в районе специально выполненных для этих целей отверстий.
Вид ракетного поезда с макетом ТУК-145/С на рельсовых направляющих до начала испытаний представлен на рисунке 2.58 [116]. На рисунке 2.59 показан момент подлета макета к преграде.
После столкновения с мишенью макет ТУК-145/С был отброшен от мишени примерно на 5 м. При отскоке макет задел нижней частью за горизонтальный швеллер стойки поста оптических средств регистрации. Общий вид площадки и макета ТУК-145/С после столкновения с мишенью представлен на рисунке 2.60.
В результате дефектации макета ТУК-145/С на месте проведения испытания установлено следующее. 1) Макет ЗДК со стороны уда ра о мишень смялся на 70-100 мм (рисунок 2.61). Фланцевое соединение макета ЗДК сохранило свою целостность: из 60 болтовых соединений Ml6 фланца у семи срезана резьба в результате удара о швеллер при отскоке (на швеллере имеются характерные следы от удара). 2) Верхняя плита отделилась от корпуса ЗДК (рисунок 2.62). 3) Часть сферических демпфирующих элементов в результате отделения верхней плиты корпуса макета ЗДК была выброшена наружу, оставшиеся сферы со стороны удара деформированы (см. рисунки 2.62, 2.63). 4) На задней противоположной удару нижней плите корпуса макета ЗДК имеется кольцевая трещина в месте сварки на диаметре внутренней обечайки (рисунок 2.64). Вид на макет ТУК-145/С Рисунок 2.64 - Вид на макет ТУК-145/С со со стороны удара о мишень стороны, противоположной удару о мишень Для проведения дефектации макета контейнера SKODA VPVR/M макет ЗДК был разрезан с использованием механического инструмента и газовой резки. В результате дефектации макета контейнера SKODA VPVR/M установлено следующее:
Результаты измерений приведены в таблицах М. 1-М. 5 приложения М. Анализ результатов измерений показывает, что параметры конструкции, характеризующие состояние системы герметизации макета контейнера SKODA VPVR/M, практически не изменились. Различия их значений до и после испытаний находятся в пределах погрешности измерений.
Для обеспечения испытания разработана конструкторская документация и изготовлен макет ТУК-145/С в масштабе 1:2,5. Выполнены расчетные исследования напряженно-деформированного состояния элементов макетов ЗДК и контейнера SKODA VPVR/M при соударении с преградой со скоростью 95 м/с для различных углов встречи: 0; 5; 7; 10; 21 и 42 градуса.
Согласно результатам расчетов, герметизируемое соединение верхней наружной крышки и корпуса макета контейнера SKODA VPVR/M испытывает наибольшую нагрузку при соударении, когда угол отклонения продольной оси макета ТУК-145/С от нормали к поверхности преграды составляет 7 градусов.
Согласно результатам измерений, скорость столкновения макета упаковки ТУК-145/С с мишенью составила 91,6±0,9 м/с; угол между осью упаковки и нормалью к поверхности мишени при столкновении составил 6,8±0,2 градусов.
В результате дефектации макета контейнера SKODA VPVR/M после испытания установлено следующее: - макет контейнера SKODA VPVR/M находится внутри макета ЗДК; - исходные конфигурация и размеры макета контейнера SKODA VPVR/M не изменились; - исходные значения параметров элементов конструкции макета контейнера SKODA VPVR/M, отвечающих за систему герметизации, не изменились.
Испытание подтвердило сходимость расчетных данных о конечном состоянии макета ТУК-145/С с экспериментальными. Это позволяет использовать результаты расчетов для обоснования безопасности полномасштабного ТУК-145/С с ОТВС исследовательских реакторов в соответствии с требованиями Правил НП-053-04 и № TS-R-1 по безопасности при перевозке воздушным транспортом.
Технологические испытания полномасштабного ТУК-145/С предусматривали выполнение операций по формированию ТУК-145/С (загрузка контейнера SKODA VPVR/M в ЗДК) и загрузке/выгрузке ТУК-145/С в самолет Ан-124-100 на автомобильном полуприцепе и роликовой системе. Технологические испытания полностью подтвердили возможность технической реализации всех процедур обращения с ТУК-145/С.
Расчетный анализ конструкции защитно-демпфирующего кожуха
Расчетные оценки ядерной безопасности ТУК-145/С, загруженного ОТВС исследовательских ректоров, были проведены в соответствии с требованиями Правил НП-053-04 и№ TS-R-1 в консервативной постановке с рассмотрением наихудших с точки зрения размножения нейтронов состояний радиоактивного содержимого и упаковки в целом, сформулированных на основании результатов расчетных оценок (см. раздел 2.7.1) [121]. Расчеты проводились по методу Монте-Карло с использованием программного комплекса С-95 [88], [89] для упаковки, загруженной 36 ОТВС ИРТ-ЗМ. Анализ показал, что какое-либо заметное влияние ЗДК в конструкции упаковки на критичность отсутствует. Поэтому при дальнейшем анализе ядерной безопасности ЗДК не учитывался, рассматривался только контейнер SKODA VPVR/M. Ядерная безопасность перевозки ОЯТ ИР в ТУК SKODA VPVR/M в нормальных условиях перевозки обоснована при разработке конструкции упаковки [95]. Ниже представлены результаты расчетов по обоснованию ядерной безопасности транспортирования ОЯТ ИР в ТУК-145/С в аварийных условиях. Начальная расчетная схема контейнера SKODA VPVR/M с размещенными в нем ОТВС представлена на рис. 2.79. целостность и начальную форму. Чехол из борированной стали, в котором размещены ОТВС, полностью сохраняет свою целостность. Незначительные локальные зоны деформаций формируются на деталях чехла, не являющихся основными силовыми элементами конструкции, и не приводят к потере несущей способности чехла. Все ОТВС остаются целыми, недеформирован-ными.
С учетом описанного выше состояния были проведены расчетные оценки ядерной безопасности упаковки с заполнением внутренних объемов контейнера водой плотностью 1 г/см . Максимальное значение Кэфф составило: Кэфф = 0,7.
Дополнительно в ходе расчетных исследований были проведены консервативные оценки ядерной безопасности, когда предполагалось изменение состояния ОТВС при усиленных аварийных воздействиях. Были рассмотрены два варианта: деформация ОТВС и разрушение ОТВС.
Для анализа состояния ОТВС после столкновения упаковки с мишенью были использованы результаты расчетных оценок и прямых испытаний ТУК ТК-16, загруженного необлучен-ными ТВС ИРТ-ЗМ [122]. Такое рассмотрение является заведомо консервативным, поскольку демпфирующие свойства конструкции ТУК ТК-С16 существенно ниже, чем способность ЗДК ТУК-145/С противостоять удару при столкновении, следовательно, ТВС в ТУК ТК-С16 претерпевают значительно большие деформации, чем в ТУК-145/С. Перенос результата с необлучен-ной ТВС на облученную в данном случае является правомерным с точки зрения их свойств, поскольку, как показали специальные исследования [123], при облучении в реакторах основные характеристики (предел прочности, предел текучести) материала оболочек ТВС - алюминиевый сплав САВ-1 - не ухудшаются. Изменение же в худшую сторону (уменьшение) относительного удлинения САВ-1 в результате облучения, что способствует его охрупчиванию, консервативно учитывалось в рамках расчетных оценок ядерной безопасности в случае разрушения ОТВС, результаты которых приведены ниже.
В результате столкновения ТУК ТК-С16 с мишенью со скоростью 90 м/с ТВС были деформированы следующим образом: при осевом столкновении происходит смятие ТВС с образованием гофр, длина ТВС уменьшилась на 200 мм, длина активной зоны в результате деформации уменьшилась на 100 мм; при боковом столкновении происходит поперечное смятие ТВС примерно в полтора раза. В том и другом случае каких-либо разрушений ТВС не происходит.
В итоге, для осевого столкновения рассмотрена ОТВС с активной зоной с гофрированным участком длиной 100 мм. Рассмотрены случаи, когда длина сминаемых участков составляла 100; 150 и 200 мм. При смятии в деформированной зоне происходит увеличение удельной плотности топлива на единицу длины. Это повышение моделировалось соответствующим увеличением толщины топливных слоев твэлов. При деформации ОТВС на участке длиной 100 мм увеличение толщины топливного слоя не происходит, поскольку деформация активной зоны отсутствует, и в этом случае фактически рассматривается ОТВС в исходном состоянии. Для деформируемых участков длиной 150 и 200 мм толщина топливных слоев увеличена, соответственно, в 1,5 и 2 раза. На рис. 2.80 представлены продольные разрезы моделируемых ОТВС.
Как видно, реактивность системы сначала незначительно увеличивается, а затем начинает падать. При этом ядерная безопасность обеспечивается с достаточно большим запасом.
Расчетная картина деформированной ОТВС ИРТ-ЗМ в результате бокового столкновения ТУК с мишенью представлена на рисунке 2.81. В расчетах данная картина моделировалась невыпуклыми семиугольниками. Использованная расчетная модель ТУК представлена на рисунке 2.82.
Максимальное значение Кэфф в случае разрушения ОТВС и гомогенного перемешивания топлива с водой в пределах ячеек чехла составило: Кэфф = 0,942 [122].
Расчетные оценки ядерной безопасности бесконечной группы упаковок показали, что максимальное значение Кэфф не превышает: - 0,1 - в нормальных условиях перевозки; - 0,7 - в аварийных условиях перевозки. Индекс безопасности по критичности равен нулю. Таким образом, в результате проведенных расчетных оценок показано, что требования по ядерной безопасности для ТУК-145/С как упаковки типа С выполняются даже в консервативной постановке.
В разделе 2.7 приведены результаты расчетных исследований по обоснованию безопасности транспортирования ОЯТ ИР в ТУК-145/С воздушным транспортом в нормальных и аварийных условиях перевозки.
Расчетные исследования были выполнены с использованием сертифицированных программных продуктов и охватывали все аспекты требований Правил НП-053-04 и №TS-R-1: прочность, тепловое состояние, потери радиоактивного содержимого, радиационную и ядерную безопасность.