HAD301/06-2021 鈾轉化和鈾濃縮設施的安全

?1 引言

1.1 目的

      本導則為鈾轉化和鈾濃縮設施設計、建造、運行階段的安全管理提供指導。

1.2 范圍

      本導則適用于天然鈾轉化設施及235U豐度不超過(guò)6%的鈾濃縮設施；其他鈾轉化和鈾濃縮設施可參照執行。

2 安全目標和縱深防御

2.1 安全目標

      在鈾轉化和鈾濃縮設施中建立并保持對放射性危害的有效防御措施，以保護工作人員、公眾和環(huán)境免受危害。

2.2 輻射防護設計

      確保在所有運行狀態(tài)下鈾轉化和鈾濃縮設施內的輻射照射或由于該設施任何計劃排放放射性物質(zhì)引起的輻射照射低于規定限值，且達到合理可行盡量低的水平。同時(shí)，還應采取措施減輕任何事故的放射性后果。

2.3 安全設計

      采取合理可行的措施，減輕核與輻射事故對人的生命、健康以及環(huán)境造成的影響。實(shí)際消除可能導致大量放射性釋放的事故，保證發(fā)生頻率較高的事故沒(méi)有或僅有微小的潛在放射性后果。

2.4 縱深防御

2.4.1 縱深防御應貫徹于鈾轉化和鈾濃縮設施安全有關(guān)的全部活動(dòng)，包括組織、人員行為或設計等有關(guān)方面，以保證這些活動(dòng)均置于各種獨立的、不同層次措施的防御之下。即使有故障發(fā)生，它也將由適當措施予以探測、補償或糾正。

2.4.2 在整個(gè)設計和運行中貫徹縱深防御，以應對設施內部設備故障或人因引起的各種預計運行事件和事故，以及外部事件引起的后果?？v深防御的應用主要是通過(guò)一系列連續和獨立的防御層次的結合，防止事故對人員和環(huán)境造成危害。如果某一層次的防護失效，則由后一層次提供保護。

2.4.3 縱深防御通常分為五個(gè)層次。每一獨立有效層次的防御都是縱深防御的基本組成部分。應確保與安全相關(guān)的活動(dòng)能夠納入獨立的縱深防御層次。

      1）第一層次防御的目的是防止偏離正常運行及防止安全重要系統故障；

      2）第二層次防御的目的是檢測和控制偏離正常運行狀態(tài)，以防止預計運行事件升級為事故工況；

      3）第三層次防御基于以下假定：盡管極不可能，某些預計運行事件或假設始發(fā)事件的升級仍有可能未被前一層次防御所制止，而演變成事故。在設施設計中，假定這些事故會(huì )發(fā)生。應通過(guò)固有安全特性和（或）專(zhuān)設安全設施、安全系統和規程，防止需要采取場(chǎng)外干預措施的放射性釋放，并能使設施回到安全狀態(tài)；

      4）第四層次防御的目的是減輕第三層次縱深防御失效所導致的事故后果；

      5）第五層次防御的目的是減輕可能由事故工況引起的潛在放射性釋放造成的放射性后果和相關(guān)化學(xué)后果。

3 設計

3.1 安全功能

3.1.1 鈾轉化和鈾濃縮設施的設計應確保實(shí)現以下安全功能：

      1）核臨界預防；

      2）可引起內照射的放射性物質(zhì)及危險化學(xué)物質(zhì)包容；

      3）外照射防護。

3.1.2 對于鈾轉化設施

      1）主要危害是潛在的放射性及有毒化學(xué)物質(zhì)泄漏，尤其是六氟化鈾和氟化氫；

      2）氟化工序產(chǎn)生的氟化渣應采取外照射防護措施，特別是氟化渣罐處；

      3）在處理新近倒空的六氟化鈾容器時(shí)，應采取外照射防護措施。

3.1.3 對于鈾濃縮設施

      1）主要危害是潛在的六氟化鈾釋放引起的輻射和化學(xué)危害；

      2）濃縮廠(chǎng)處理的²³⁵U豐度大于1%，存在核臨界危險；

      3）在處理新近倒空的容器時(shí)，應采取外照射防護措施。

3.2 設計原則

3.2.1 核臨界預防

3.2.1.1 應優(yōu)先選擇通過(guò)工程措施而不是行政措施來(lái)實(shí)現核臨界安全。

3.2.1.2 設計中應采用雙偶然事件原則作為核臨界安全控制的基本原則。

3.2.1.3 應綜合考慮質(zhì)量、幾何形狀、慢化、反射、相互作用、中子吸收和濃度等因素。

3.2.1.4 應在保守假設的基礎上進(jìn)行核臨界安全評價(jià)和計算。

3.2.2 放射性物質(zhì)及危險化學(xué)物質(zhì)包容

3.2.2.1 應根據縱深防御的原則，采用相應的密封屏障措施，應保證密封屏障的有效性。

3.2.2.2 設施的密封屏障設計應符合下列規定：

      1）第一道密封屏障：鈾轉化和鈾濃縮生產(chǎn)系統的管道和設備具有的密封性能為第一道密封屏障，工藝設計應有效利用系統和設備本身的密封屏障功能；

      2）第二道密封屏障：當生產(chǎn)系統和設備本身不能滿(mǎn)足防止放射性污染擴散時(shí)，應設計第二道密封屏障，如鈾轉化設施冷凝液化工序卸料小室、鈾濃縮設施加熱容器的壓熱罐；

      3）第三道密封屏障：輻射工作場(chǎng)所的建筑物為外層密封屏障，應設計為密閉的，外層密封屏障應在正常情況下及放射性泄漏事故條件下防止放射性物質(zhì)外泄；

      4）在有放射性污染擴散的生產(chǎn)設備及系統開(kāi)口處，設置局部排風(fēng)及凈化系統，作為密封屏障的補充。

3.2.2.3 密封屏障的數量應與包容物質(zhì)的危害程度相適應。根據獨立性原則， 密封屏障的數量至少為兩道。

3.2.2.4 在采取措施進(jìn)行內照射防護的同時(shí)，應對可能出現的化學(xué)性危害進(jìn)行防護。

3.2.3 外照射防護

3.2.3.1 應通過(guò)適當的屏蔽措施或遠程操作設備實(shí)現對外照射的防護。

3.2.3.2 應按照預計正常照射的大小、潛在照射的可能性和大小、需要防護的種類(lèi)和范圍以及安全措施劃分區域。對通向可能使工作人員受到高劑量區域的出入口進(jìn)行控制，控制程度與危害水平相一致。

3.2.3.3 應對工作場(chǎng)所輻射水平進(jìn)行監測。

3.2.4 其他

3.2.4.1 建（構）筑物在總平面布置時(shí)盡可能將輻射工作場(chǎng)所和非輻射工作場(chǎng)所相對集中分開(kāi)布置。

3.2.4.2 操作放射性物料的廠(chǎng)房相對集中布置，有密切聯(lián)系的幾個(gè)相鄰放射性廠(chǎng)房，用封閉的通道連接，并設置總衛生通過(guò)間，分散設置的放射性廠(chǎng)房設單獨的衛生通過(guò)間。

3.2.4.3 廠(chǎng)區運輸道路的設計，應避免或減少交叉污染。

3.3 設計基準事故

3.3.1 鈾轉化設施

3.3.1.1 根據鈾轉化設施的特點(diǎn)，在確定設計基準事故時(shí)應考慮：

      1）硝酸、氟化氫、液氨貯罐的破裂；

      2）六氟化鈾加熱容器或管道的破裂；

      3）火災；

      4）還原裝置氫氣爆炸；

      5）斷電；

      6）自然災害，如地震。

3.3.1.2 上述事故可能作為假設始發(fā)事件發(fā)生。鈾轉化設施典型內部假設始發(fā)事件示例參見(jiàn)附錄B。

3.3.2 鈾濃縮設施

3.3.2.1 根據鈾濃縮設施的特點(diǎn)，在確定設計基準事故時(shí)應考慮：

      1）供料系統過(guò)量裝載的容器在加熱時(shí)破裂；

      2）液化均質(zhì)系統裝載有液態(tài)六氟化鈾的容器或管道破裂；

      3）火災；

      4）斷電；

      5）核臨界；

      6）自然災害，如地震。

3.3.2.2 上述事故可能作為假設始發(fā)事件發(fā)生。鈾濃縮設施典型內部假設始發(fā)事件示例參見(jiàn)附錄C。

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