1、中华人民共和国国家标准反应堆外易裂变材料的核l描界安全怀天然铀混合物的核临界控制准则和次临界限值Nuclear criticality safety for fissile materials outside reactors Nuclear criticality control criteria and subcritical limits for plutonium natural uranium mixtures 1 主题内容与适用范围GB15146.5-94 本标准规定了操作、加工、处理坏天然铀混合物的核I恼界控制准则和几何形状简单的坏天然铀混合物孤立单元的某些次临界限值本标准适用于
2、反应堆外操作、加工和处理坏天然铀混合物。本标准不适用于在可控条件下组装这些材料（例如临界实验2 引用标准GB 15146. 1 反应堆外易裂变材料的核I临界安全核临界安全行政管理规定GB 15146. 2 反应堆外易裂变材料的核临界安全易裂变材料操作、加工、处理的基本技术准则与次临界限值3 术语3. 1 受控参数要求保持在规定限值之内的某个参数3. 2 次临界限值（限值给某个受控参数规定的能使某个系统在规定条件下肯定处于次临界状态的限制数值。此限值已给导出该限值时所采用的计算和实验数据的不确定度留有裕量，但未给意外事件如投双批料或分析结果的不准确等）留有裕量3. 3 面密度垂直投影在某个平面单
3、位面积上的易裂变材料质量。对于无限宽均一平板，面密度是平板厚度与平板内易裂变材料浓度的乘积。3. 4 天然铀本标准中所说的天然铀是指铀235同位素富集度等于或小子。.71%（重量）的铀。4 核临界控制准则4. 1 行政管理准则国家技术监督局1994-07-07批准1995-01-01实施163 GB 15146. 5 94 操作、加五、处理坏天然铀混合物的核l临界安全行政管理必须遵循GB15146. 1的规定。4.2 基本技术准则4. 2. 1 操作、加工、处理坏天然铀混合物的核临界控制基本技术准则必须符合GB15146. 2的规定。4.2.2 操作、加王、处理坏天然铀混合物必须考虑坏天然铀混
4、合物自身的均匀性控制，即要求保持该混合物的完全均匀混合，考虑坏是否有从铀中分离出来的可能性。4.2.3 制定工艺规范时，受控参数必须在次临界限值的基础上保留一定裕量，以应付工艺参数的不确定性和限值意外地被超过。5 次l描界限值（限值）5. 1 限值的基本适用条件5. 2 5. 5条给出了坏天然铀混合物的某些次临界限值。这些限值必须在满足下列基本条件的前提F才能使用za. 钢：天然铀混合物单元的中子反射体和附近其他易裂变材料的反射作用，不大于紧贴包围着该单元的等效无限厚水反射层的反射作用sb. 钢：天然铀混合物保持完全均匀混合，坏没有从铀中分离出来p 混合物中的铀必须是天然铀。5. 2 水中坏天
5、然铀氧化物混合物均匀系统的限值对（Pu02十UO，）中PuO，重量百分含量为3%、8%、15%和30%的水中坏天然铀氧化物混合物均匀系统，其质量、体积、圆柱直径、平板厚度、浓度及面密度限值如表1所列。表中对每一种PuO，重量百分含量列出的限值均是分别对三种不同坏同位素组成给出的。在应用这些限值时，计算环同位素组成必须将存在的任何Pu和Pu略去。xt (PuO, + UO，）中PuO，重量百分含量在330%范围内变动的水中坏天然铀氧化物混合物均匀系统，其质量、圆柱直径、平板厚度和丽密度限值与PuO，重量百分含量的关系如图15所示。每个图中示出的限值均是分别对三种不同坏同位素组成给出的在应用这些限
6、值时，计算坏同位素组成亦必须将存在的任何剧Pu和Pu略去。要求均匀混合物（或浆液中的坏天然铀材料微粒是均匀分布的，而且微粒直径不大于127m，即能通过120目的网筛。5. 3 干燥的和潮湿的坏一天然铀氧化物混合物的质量限值对于干燥的和潮湿的坏天然铀氧化物均匀混合物，即轻度慢化的坏天然铀氧化物均匀混合物，其Pu和（PuO,+UO,J的质量限值如表2所列这些限值适用于Pu同位素组分大于Pu同位素组分的此类混合物。5. 4 数量不限的怀天然铀氧化物混合物和硝酸盐混合物中坏的重量百分含量限值数量不限的Puo,+uo,J混合物和Pu(NO山U02(N0,)2混合物中，坏的重量百分含量限值如表3所列。这些
7、限值适用于0Pu同位素组分大于Pu同位素组分的此类混合物。这些限值不适用于单质坏与单质铀的混合物。5. 5 水中坏天然铀氧化物混合物非均匀系统的限值水中坏天然铀氧化物混合物非均匀系统的质量、体积、圆柱直径和平板厚度限值与氧化物混合物中PuCl，重量百分含量的关系如图69所示每个图中示出的限值均是分别对三种不同坏同位素组成给出的。应用图中给出的限值时，不必考虑混合物物块的尺寸和形状，也不必考虑系统中水的慢化程度，但计算坏同位素组成时必须将存在的任何Pu和阳Pu略去。注2图7、8、9中适用于Pu二；，25%（重量）及2“Pu运15%（重量）的部同位素组成的曲线E，不得外推i!JPuO，百分含量超过
8、18%（重量的限制界线使用。J r,.1 GB15146.5 94 表1水中坏天然铀氧化物混合物均匀系统的次临界限值（除原子比是下限值外，其他数值均是上限值）(Pu(J, + U Pu 1 1 0Pu;,1s% 重量和Pu豆6%（重量eI Pu注25%（重量和2“Pu运15%（重量30 I I 0 50 0. 87 I 16 I 9 3. 3 4 4 16.2 21 0 23. 4 5.9 8 7 9. 9 8. 5 16. 8 21. 6 7 0 8 I 9 3 26. 5 30 7 35 2 3780 3253 2848 0 24 0 32 0 37 0.9 1. 2 !. 4 2）当（P
9、uO,+UO，）中PuO，重量百分吉量为30%时，尺度和体积限值不能用于同位素组成E和E，除非是氧化物浓度小于5700 g/L（对同位素组成I) 或氧化物浓度小于4500 g/L（对同位素组成I）。3）此浓度限值不适于PuO,/(PuO，十UO,l比值小于3%（重量的氧化物混合物，这是因为含大量铀的材料中U的相对重要性增加。对PuO，啻量小于3%（重量）的（PuO，十UO，）混合物材料其混合物中坏的百分含量次l恼界限值可在表3中找到。表2轻度慢化的坏天然铀氧化物混合物孤立单元的次临界限值（适用于0PuPu的坏同位素组成）3 8 15 ( PuO, + UO，）中的PuCl, % （重量）Pu质
10、量(Pu01十uo,Pu质量CPuo,+uo,. Pu质量Pu的坏同位素组成）混合物类型坏的百分啻量Pu/(Pu+Ul，%重量）(Puo,+uo，混合物干燥的氧化物混合物，H (Pu+UlO 潮湿的氧化物混合物，OPu 曲蝇HPu15%重量）和“Pu、6Y,（重量）曲线EPu25%（重量和“Pu15%（重量） 10 ;o 10 5 I I llllJ 50 I fi 7 Pu 曲线llPu15%（重量）和Pu25%（重量）和PuPu 曲线illPu15%飞噩噩）和Pu气6%（重量）曲线皿Pu主25?o （重量和”Pu义15%重量） Ill 22 26 3 E山阴阳回刻画也应时工芷魏植须保留一直
11、幡置，以应付王芷.徽的不确草性和限值章外地披锺过lb lU 30 20 9 10 7 6 5 4 3 2 14 l 169 PI曲线E削Pul5%（重量相NPu2s%重量和剧PuPu 曲线nPu且t5%（重量相Pu i且告物中PuO,li分吉量%重量水中毒草天然锁氧化物混合物均匀系统的面密度限值与二氧化惊百分含量的关系图515146. 5-94 GB 创E艺规旺必须保留在销量以应付工1;jl徽的不确定性和限值章外地罐罐过放IU 且j25 20 15 茧，嗣哩dp飞qav4 3 饵同位素组成幽线IPu侧Pu幽蜡llPu; 15%（重量和2“Pu2sY.重量初Pu j怪合物中PuO，百分古量%重量
12、，水中坏天然铀氧化物混合物非均匀系统的质量限值与二氧化坏百分含量的关系图6172 27 26 24 22 四1 6士耳在14 12 10 8 咆I GB 15146. 5-94 、l工芷缉植必须保留起精量，以应付工艺多数的不确富性和限值意外地披超过, 1 4 队坏同f在组成幽搜IPuPu 曲线HPu 15%（重量）和Pu 25%（重量栩Pu义15%（重量）l、II .i;i等外推，见寻.5条性干、l飞、回5 6 7 8 9 JO 制Pu 翩蜡HPul5%重量和“Pu6%重量）幽辑皿Pu25%（重量和PuPu 幽线HPuI5% （重量）和Pu25%重量）和阳Pul5%重量i 嘻不得外推见5.5j晨1主 皿平k王艺规植必须保笛一富裕量以应付工z:数的不确定性和阻值量外地擅越过图92 3 4 5 6 7 8 9 IO 2n Pu0.+ UO.混告物中PuO，百分吉量%重量）水中坏天然铀氧化物混合物非均匀系统的平板厚度限值与二氧化环百分含量的关系本标准由中国核工业总公司提出。本标准由中国辐射防护研究院负责编制。本标准主要起草人吴德强本标准等效采用美国国家标准ANSI/ANS8.12一1987.IT J 311 40 175
