代替GB15146.2—1994反應(yīng)堆外易裂變材料的核臨界安全第2部分：易裂變材料操作、加工、處理的基本技術(shù)規(guī)則與次臨界限值2008-09-19發(fā)布中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局發(fā)布IGB15146.2—2008前言 1范圍 l2規(guī)范性引用文件 3術(shù)語和定義 l4基本技術(shù)規(guī)則 25計算方法的確認 36易裂變核素的單參數(shù)限值 47多參數(shù)控制 5附錄A(資料性附錄)可能造成工藝條件變化的典型事件 附錄B(資料性附錄)計算方法確認示例 附錄C(資料性附錄)關(guān)于計算方法的討論 參考文獻 Ⅲ本部分的全部技術(shù)內(nèi)容為強制性。GB15146《反應(yīng)堆外易裂變材料的核臨界安全》迄今已經(jīng)發(fā)布了下列11個部分：——GB15146.1第1部分：核臨界安全行政管理規(guī)定(代替GB15146.1—1994)——GB15146.2第2部分：易裂變材料操作、加工、處理的基本技術(shù)規(guī)則與次臨界限值(代替——GB15146.3第3部分：易裂變材料貯存的核臨界安全要求(代替GB15146.3—1994)——GB15146.4含易裂變物質(zhì)水溶液的鋼質(zhì)管道交接的核臨界安全準(zhǔn)則——GB15146.5钚-天然鈾混合物的核臨界控制準(zhǔn)則和次臨界限值——GB/T15146.6硼硅酸鹽玻璃拉希環(huán)及其應(yīng)用準(zhǔn)則——GB15146.7次臨界中子增殖就地測量安全規(guī)定——GB15146.8第8部分：堆外操作、貯存、運輸輕水堆燃料單元的核臨界安全準(zhǔn)則(代替——GB15146.9核臨界事故探測與報警系統(tǒng)的性能及檢驗要求——GB15146.10固定中子吸收體的應(yīng)用安全要求——GB/T15146.11基于限制和控制慢化劑的核臨界安全本部分為GB15146的第2部分。本部分代替GB15146.2—1994《反應(yīng)堆外易裂變材料的核臨界安全易裂變材料操作、加工、處理的基本技術(shù)準(zhǔn)則與次臨界限值》。本部分與GB15146.2—1994相比主要變化如下：——增加了前言和附錄C(資料性附錄);——將“計算方法的驗證”(1994版)改為“計算方法的確認”(本版第5章),并增加了一般要求；——將233U的次臨界限量列入本版第6章；本部分的附錄A、附錄B和附錄C為資料性附錄。本部分由全國核能標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會提出。本部分由全國核能標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會歸口。本部分起草單位：核工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化研究所、中國原子能科學(xué)研究院、中國工程物理研究院。本部分于1994年首次發(fā)布。1反應(yīng)堆外易裂變材料的核臨界安全的基本技術(shù)規(guī)則與次臨界限值1范圍GB15146的本部分規(guī)定了反應(yīng)堆外易裂變材料操作、加工、處理的基本技術(shù)規(guī)則和一些幾何形狀簡單的易裂變材料單體的次臨界限值，并對確立核臨界安全評價用計算方法的有效性和適用范圍提出了要求。有關(guān)核臨界安全行政管理的基本要求見GB15146.1。本部分適用于反應(yīng)堆外易裂變材料的操作、加工和處理。本部分不適用于受控條件下易裂變材料的裝配操作(如臨界實驗)。2規(guī)范性引用文件下列文件中的條款通過本部分的引用而成為本部分的條款。凡是注日期的引用文件，其隨后所有的修改單(不包括勘誤的內(nèi)容)或修訂版均不適用于本部分，然而，鼓勵根據(jù)本部分達成協(xié)議的各方研究是否可使用這些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本適用于本部分。GB15146.5反應(yīng)堆外易裂變材料的核臨界安全钚-天然鈾混合物的核臨界控制準(zhǔn)則和次臨界限值3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于GB15146的本部分。有效增殖因子kreffectivemultiplicationfactor(ker)物理上，是某一時間間隔內(nèi)所產(chǎn)生的中子總數(shù)(不包括強度不是裂變率函數(shù)的中子源所產(chǎn)生的中子)與同一時間間隔內(nèi)因吸收和泄漏而損失的中子總數(shù)之比。意外發(fā)生的自持或發(fā)散的中子鏈?zhǔn)椒磻?yīng)所造成的能量釋放事件。預(yù)防臨界事故和減輕臨界事故的后果，其中首要的是防止此類事故發(fā)生。受控參數(shù)controlledparameter使其數(shù)值保持在規(guī)定的限制范圍內(nèi)的參數(shù)。次臨界限值subcriticallimit為受控參數(shù)規(guī)定的能使系統(tǒng)在規(guī)定條件下肯定處于次臨界狀態(tài)的限制性數(shù)值。這種參數(shù)限值含有為導(dǎo)出它時所用計算結(jié)果和實驗數(shù)據(jù)的不確定度所留的裕量，但未包括應(yīng)對偶然事件(如雙批投料、樣品分析結(jié)果不正確等)所需要的裕量。2垂直投影在平面單位面積上的易裂變材料的總質(zhì)量。對于無限大均一平板，面密度等于平板的厚度與該平板內(nèi)易裂變材料密度的乘積。計算方法calculationalmethod提供計算結(jié)果的計算程序，包括數(shù)學(xué)方程、近似、假設(shè)、有關(guān)數(shù)值參數(shù)(如截面數(shù)據(jù))等。計算方法的計算結(jié)果與實驗數(shù)據(jù)之間系統(tǒng)性差異的一種量度。對計算結(jié)果的準(zhǔn)確度與精密度和實驗數(shù)據(jù)的不確定度兩者的一種量度。材料組分、幾何布置、中子能譜和其他有關(guān)參數(shù)(如非均勻度、泄漏、相互作用、吸收等)等的限定范圍，在這個(或這些)范圍內(nèi)計算方法的偏倚業(yè)已確定。4基本技術(shù)規(guī)則4.1一般要求系統(tǒng)的有效增殖因子(kef)依賴于易裂變材料和所有其他有關(guān)材料的質(zhì)量、分布和核特性。應(yīng)當(dāng)將系統(tǒng)的一個或者多個參數(shù)控制在次臨界限值以內(nèi)，并為應(yīng)對工藝偶然事件留出次臨界度裕量，來實現(xiàn)核臨界安全。可以采用下列手段對系統(tǒng)的參數(shù)進行控制：a)實體限制，例如，將溶液限制在直徑不大于規(guī)定值的圓柱形容器內(nèi)；b)測控設(shè)備，例如，利用能測量濃度和防止易裂變核素在化學(xué)系統(tǒng)中聚集的設(shè)備，使易裂變核素的濃度保持在規(guī)定值以下；c)化學(xué)手段，例如，防止能引起沉淀的條件出現(xiàn)，使水溶液保持其特有的濃度特征；d)固有或可信的事件進程，例如，依靠工藝過程的固有特性，使鈾氧化物的密度始終小于理論密度的某一規(guī)定份額；e)行政管理程序，例如，要求所操作的易裂變材料的質(zhì)量不超過張貼的限值；f)其他手段。4.2受控參數(shù)應(yīng)當(dāng)明確規(guī)定所有受控參數(shù)及其限值。應(yīng)當(dāng)清楚地了解這些參數(shù)的變化對系統(tǒng)k的影響。4.3雙偶然事件原則工藝設(shè)計宜含有足夠大的安全系數(shù)，使得在各種有關(guān)工藝條件中至少需要一并發(fā)生兩種不大可能4.4幾何控制只要可能，則宜依靠限制設(shè)備幾何尺寸的設(shè)計而不是行政管理措施來實施臨界控制。設(shè)計設(shè)備的幾何尺寸時，可以充分利用工藝材料和設(shè)備的核特性。應(yīng)當(dāng)在開始運行操作之前核實所有賴以實施臨界控制的幾何尺寸和核特性，并應(yīng)當(dāng)采取適當(dāng)措施使它們得以保持。4.5中子吸收劑的應(yīng)用可以采用將中子吸收材料(如鎘和硼)加入工藝材料或設(shè)備或者兩者之中的手段來實施臨界控制。3應(yīng)當(dāng)采取適當(dāng)措施使所加入的中子吸收材料持續(xù)保持其預(yù)期的分布和濃度。使用中子吸收劑的溶液時，尤其應(yīng)當(dāng)采取有效的控制措施。4.6次臨界限值的確定只要有合適的實驗數(shù)據(jù)，則應(yīng)當(dāng)以實驗數(shù)據(jù)為依據(jù)來建立次臨界限值，并應(yīng)當(dāng)考慮所用數(shù)據(jù)的不確定度留有適當(dāng)?shù)脑Ａ?。在沒有可以直接利用的實驗測量數(shù)據(jù)的情況下，可以由計算結(jié)果導(dǎo)出次臨界限值，但所用的計算方法應(yīng)當(dāng)是按照第5章的規(guī)定通過與實驗數(shù)據(jù)的比較證明為有效的。5計算方法的確認5.1一般要求有許多計算方法適于確定系統(tǒng)的次臨界狀態(tài)。它們的依據(jù)與形式多種多樣，對于核臨界安全領(lǐng)域廣大范圍的各種不同情況其適用價值亦不相同，因此，對于用于核臨界安全評價的計算方法，無論其依據(jù)與形式如何，均應(yīng)首先遵照本章的規(guī)定確立其對被評價系統(tǒng)的有效性及適用范圍。5.2偏倚的確定應(yīng)當(dāng)確定計算方法的偏倚，偏倚的確定應(yīng)通過建立臨界實驗數(shù)據(jù)與相應(yīng)實驗系統(tǒng)計算結(jié)果之間的相關(guān)關(guān)系來進行(參見附錄B)。通常，宜利用臨界狀態(tài)下實驗系統(tǒng)的ke計算值來表示計算結(jié)果與實驗結(jié)果之間的相關(guān)關(guān)系，這種情況下，偏倚就是k的計算值相對于1的偏差。也可以利用其他物理狀態(tài)和參數(shù)，來建立實驗數(shù)據(jù)與相應(yīng)實驗系統(tǒng)計算結(jié)果之間的相關(guān)關(guān)系，確定計算方法的偏倚。應(yīng)利用偏倚使計算方法在其適用范圍內(nèi)規(guī)范化，使得可在偏倚不確定度的限制范圍內(nèi)預(yù)示臨界條件。偏倚及其不確定度通常不是常數(shù)，二者都可能是組分和其他變量的函數(shù)。5.3偏倚的趨向與適用范圍的擴展可以將計算方法的適用范圍擴展至實驗條件以外的區(qū)域，前提是利用實驗條件范圍內(nèi)偏倚的趨向業(yè)已確定了那個區(qū)域內(nèi)的偏倚。擴展的區(qū)域范圍較大時，宜輔以其他計算方法，使擴展區(qū)域內(nèi)偏倚(尤其是偏倚的不確定度)的估計更為可靠，并證明計算結(jié)果的一致性。5.4偏倚的不確定度與次臨界度裕量偏倚的不確定度應(yīng)當(dāng)涵蓋相應(yīng)于下述不確定度的k(或其他相關(guān)參數(shù))的扣除量，這些不確定度包括實驗條件的不確定度、計算方法的準(zhǔn)確度與精密度不足、適用范圍的擴展所引入的不確定度等。確定了相應(yīng)于計算方法準(zhǔn)確度與精密度和相應(yīng)于偏倚及不確定度的扣除量之后，應(yīng)當(dāng)對kc(或其他相關(guān)參數(shù))施以適當(dāng)?shù)拇闻R界度裕量；該裕量應(yīng)足夠大，以確保用該方法所計算的情況在實際上肯定是次臨界的；與偏倚及其不確定度一樣，該裕量也可能隨組分及其他變量變化(參見附錄B和附錄C)。5.5計算機程序的校驗計算方法中包含計算機程序時，應(yīng)當(dāng)進行校驗，以證實數(shù)學(xué)運算是按預(yù)期要求進行的。對計算機程序做了修改，應(yīng)當(dāng)重新進行校驗。5.6核特性參數(shù)計算方法中所用的核特性參數(shù)(如截面數(shù)據(jù))宜與其實驗測量結(jié)果相一致。5.7確認報告應(yīng)當(dāng)編寫書面確認報告。這種報告應(yīng)當(dāng)：a)對計算方法做足夠詳細、清楚和確切的描述，以便他人能獨立地重現(xiàn)其結(jié)果；1)無實驗數(shù)據(jù)可以利用時，不可能確定計算方法的偏倚，因而不可能滿足5.2的要求。通過與其他計算方法計算結(jié)果的比較來進行計算方法的確認是不可以接受的。4b)指明計算方法確認所用的實驗數(shù)據(jù)，并列出由實驗數(shù)據(jù)導(dǎo)出的參數(shù)；c)說明計算方法的適用范圍；d)說明適用范圍內(nèi)的偏倚和次臨界度裕量，并論證所確定的次臨界度裕量是適當(dāng)?shù)摹?易裂變核素的單參數(shù)限值6.1限值應(yīng)用一般要求6.2、6.3、6.4、6.5和6.6列出了一些易裂變核素孤立單體的單參數(shù)限值，它們是用滿足第5章的要求的計算方法算出的。如果這些限值的使用條件得到滿足，則遵守其中的任何一個限值，易裂變材料的操作、加工和處理就能夠安全地進行。僅當(dāng)能夠證明單體周圍的材料(包括附近其他易裂變材料)使有效增殖因子(ke)的增加不大于緊包著該單體的無限厚水層使k的增加時，上述限值才允許應(yīng)用。要將上述某一限值應(yīng)用于易裂變核素的混合物時，應(yīng)將該混合物中每一種易裂變核素均當(dāng)作其中具有最小限值的那種核素來考慮。應(yīng)當(dāng)強調(diào)的是，工藝規(guī)范必須留有適當(dāng)?shù)拇闻R界度裕量，以應(yīng)對工藝變量的不確定度和限值被意外超過。6.2均一水溶液在保持均一水溶液的前提下，即保持水溶液的濃度值不超過飽和溶液值時，表1中的任一限值都可以使用。如果钚-240的濃度大于钚-241的濃度，并在計算質(zhì)量或濃度時把钚-241當(dāng)作钚-239,則钚-239的限值也可用于各種钚同位素的混合物。(對于钚同位素混合物中钚-240的含量相當(dāng)可觀的情況，7.4規(guī)定了一些較為寬松的限值)。原子比限值與溶液濃度限值是等效的，但前者也適用于非水溶液，并且不必考慮易裂變核素的化學(xué)形式。6.3含水混合物表1的面密度限值可用于具有任何化學(xué)組成的易裂變材料。在面密度是均一的前提下，它們對具有密度梯度的混合物也是有效的。對于可能并不均一的混合物，鈾-233、鈾-235和钚-239的次臨界質(zhì)量限值分別是0.50kg、0.70kg和0.45kg,并且與化學(xué)組成無關(guān)。表1易裂變核素均一水溶液的單參數(shù)限值次臨界限值233UO,F?233JO(NO?):235UO?F?235JO,(NO?)?239Pu(NO?)易裂變核素的質(zhì)量/kg溶液圓柱的直徑/cm溶液平板的厚度/cm溶液的體積/L易裂變核素的濃度/(g/L)氫與易裂變核素原子數(shù)的比易裂變核素的面密度/(g/cm2)a下限值。6.4含水混合物的富集度限值表2列出了與水均勻混合的鈾金屬和幾種鈾化合物的鈾-235富集度限值。這里，混合物中的鈾金屬和鈾化合物的質(zhì)量或濃度不受限制。注：計算這些限值時，將“均勻”混合物中的干UO?的平均粒徑歸一化為60μm。UO?(NO?)?的二水水合物的平均粒徑約為100μm。硝酸鹽混合物中各不同的氫與鈾-235原子數(shù)的比(H/U)都是在0.32cm厚的聚乙烯球殼反射條件下得到的。5表2與水均勻混合的鈾金屬和幾種鈾化合物的鈾-235富集度限值金屬或化合物235U富集度限值/%鈾金屬6.5金屬單體表3列出的質(zhì)量限值和鈾富集度限值適用于無凹面的單個部件，并可推廣適用于單個小部件堆，條件是小部件之間無散置的慢化材料。如果計算質(zhì)量時把鈾-234當(dāng)作鈾-233或鈾-235,則鈾-233和鈾-235的限值也適用于鈾-233或鈾-235與鈾-234、鈾-236或鈾-238的混合物。如果钚-240的濃度大于钚-241的濃度，并在計算質(zhì)量時把所有钚同位素都當(dāng)作钚-239,則钚-239的限值也適用于钚同位素的混合物。可以按同位素組成對密度限值進行調(diào)整。表3金屬單體的單參數(shù)限值次臨界限值易裂變核素的質(zhì)量/kg圓柱直徑/cm平板厚度/cm質(zhì)量和尺寸限值有效時的最大密度/(g/cm3)6.6氧化物表4和表5的限值僅適用于水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于1.5%的氧化物。其中的質(zhì)量限值適用于無凹面的單個部件，并可推廣應(yīng)用于單個小部件堆，條件是小部件之間無附加的散置慢化材料。以核素質(zhì)量和以氧化物(包括濕氣)質(zhì)量給出的質(zhì)量限值是等效的。應(yīng)該強調(diào)的是，表4和表5中的限值只有在規(guī)定的整體密度限制得到滿足的條件下才可以使用2'。當(dāng)水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)限制在1.5%以下時，表2中的鈾氧化物的235U富集度限值可以增加到3.2%。7多參數(shù)控制7.1限值應(yīng)用一般要求7.1～7.4給出了特別有用的幾個多參數(shù)控制例子。這些限值都是用滿足第5章的要求的計算方法算出的。僅當(dāng)能夠證明系統(tǒng)周圍的材料使有效增殖因子(k)的增加不大于緊包著該系統(tǒng)的無限厚水層使km的增加時，上述限值才允許應(yīng)用。應(yīng)當(dāng)強調(diào)的是，工藝規(guī)范必須留有適當(dāng)?shù)拇闻R界度裕量，以應(yīng)對工藝變量的不確定度和某一限值被意外超過。2)使用者應(yīng)當(dāng)注意，材料(特別是UO?)的密度可能會超過表4中的全密度，表4中的限值對于高度壓實的氧化物是不適用的。表4水質(zhì)量分?jǐn)?shù)不大于1.5%的全密度氧化物的單參數(shù)限值233U?O?235UO?239PuO?易裂變核素質(zhì)量/kg氧化物的質(zhì)量*/kg度/cm限值有效的最大整體密度/(g/cm3)a包括所含水的質(zhì)量，水的最大含量小于其質(zhì)量分?jǐn)?shù)限定值1.5%。bw代表氧化物中以質(zhì)量分?jǐn)?shù)計的含水量。表5水質(zhì)量分?jǐn)?shù)不大于1.5%的不大于半密度"的氧化物的單參數(shù)限值233UO?233U?O?235UO?235U?O?239PuO?易裂變核素的質(zhì)量/kg氧化物的質(zhì)量'/kg度/cma半密度指表4中最大整體密度的一半。b包括所含水的質(zhì)量，水的最大含量小于其質(zhì)量分?jǐn)?shù)限定值1.5%。77.2低富集度的金屬鈾-水混合物和鈾氧化物-水混合物多參數(shù)控制的一種用法是同時控制鈾的鈾-235富集度和第6章中規(guī)定的一個參數(shù)。圖1～圖5分別給出了鈾水柵的鈾-235質(zhì)量、圓柱直徑、平板厚度、體積和面密度等參數(shù)的次臨界限值與富集度的關(guān)系，它們適用于各種尺寸和各種形狀的鈾金屬或鈾氧化物(UO?)小塊與水組成的系統(tǒng)。鈾-235富集度/%圖1鈾水柵的質(zhì)量限值8鈾-235富集度/%9鈾-235富集度/%圖3鈾水柵的平板厚度限值鈾-235富集度/%圖4鈾水柵的體積限值鈾-235富集度/%圖5鈾水柵的面密度限值多參數(shù)控制的另一種應(yīng)用是對于保持均一的鈾的水溶液同時控制鈾的鈾-235富集度和表1中規(guī)定的一個參數(shù)。表6列出了將富集度控制在所規(guī)定的限值以下時，鈾的均一水溶液參數(shù)的次臨界限值。這里，鈾的均一水溶液的濃度不得超過其飽和溶液的濃度(對于UO?F?,其飽和水溶液的濃度值取5mol/L,對于UO?(NO?)?溶液，取2.5mol/L)。表6低富集度鈾的均一水溶液的次臨界限值235U富集度/%次臨界限值UO?F?235U質(zhì)量/kg4.02.758.006.50235U富集度/%次臨界限值UO?F?圓柱直徑/cm平板厚度/cm體積/L鈾的濃度/(g/L)4.04.04.04.02.8820.126.663.020.042.7340.0261.0335.0470.0 770.025.242.723.426.7273.0283.0375.0—594.9*a飽和溶液。7.4含钚-240的Pu(NO?)?均一水溶液對于含20Pu的Pu(NO?)?均一水溶液，可以按照钚中20Pu同位素的豐度，將表1中Pu(NO?):溶液的限值加大。但其增加量受制于2Pu的豐度。表7列出了三組不同同位素組分的Pu(NO?):均一水溶液的次臨界限值。計算同位素組分時，應(yīng)當(dāng)將所存在的38Pu和22Pu忽略。對于钚與天然鈾完全混合的情況，其限值可進一步放寬。此種情況下的限值詳見GB/T15146.5。表7含钚-240的Pu(NO?)?均一水溶液的次臨界限值次臨界限值240Pu的質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥5%241Pu的質(zhì)量分?jǐn)?shù)≤1%240Pu的質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥15%241Pu的質(zhì)量分?jǐn)?shù)≤6%240Pu的質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥25%241Pu的質(zhì)量分?jǐn)?shù)≤15%钚的質(zhì)量/kg圓柱直徑/cm平板厚度/cm次臨界限值240Pu的質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥5%211Pu的質(zhì)量分?jǐn)?shù)≤1%240Pu的質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥15%241Pu的質(zhì)量分?jǐn)?shù)≤6%240Pu的質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥25%241Pu的質(zhì)量分?jǐn)?shù)≤15%體積/cm3钚的濃度/(g/L)氫與钚原子數(shù)的比钚的面密度/(g/cm2)7.5含钚-240的钚與水的混合物對于PuO?形式的钚與水的混合物(可以是非均勻的),在钚-240和钚-241同位素組分的限制條件與表7相同的情況下，钚的次臨界質(zhì)量限值按照钚-240豐度遞增的次序依次為0.53kg、0.74kg和(資料性附錄)可能造成工藝條件變化的典型事件按照GB15146.1的要求，應(yīng)當(dāng)周密地確定每一工藝過程在正常和可信異常工況下都是次臨界的，并應(yīng)弄清哪些工況下k最大。下面是一些值得考慮的造成工藝條件變化的典型例子。A.1由于容器凸脹、腐蝕或破裂，或制造時不符合技術(shù)條件，造成容器偏離所設(shè)計的形狀或尺寸。A.2由于誤操作、標(biāo)簽不當(dāng)、設(shè)備故障、或樣品分析操作出錯，造成某一位置的易裂變材料質(zhì)量增加。A.3由于下列原因造成慢化劑與易裂變材料原子數(shù)之比偏離規(guī)定值：a)儀器或化學(xué)分析方法不準(zhǔn)確；b)水、油、雪(即低密度的水)、紙板、木料或其他慢化材料，以淹沒、噴淋或其他方式影響單體或多體系統(tǒng)；c)慢化劑蒸發(fā)或轉(zhuǎn)移；d)溶液中易裂變材料沉淀；e)添加慢化劑造成濃溶液稀釋；f)空氣泡進入貯存水池內(nèi)的燃料組件排之間。A.4由于下列原因造成中子損失份額改變：a)固態(tài)中子吸收體因腐蝕或浸出而損失；b)慢化劑數(shù)量改變；c)溶液中的中子吸收劑或易裂變材料因沉淀而重新分布；d)慢化劑陣列或溶液中的固態(tài)中子吸收體因聚集而重新分布；e)加到溶液中的中子吸收劑未達到規(guī)定的數(shù)量，或者未達到規(guī)定的分布方式；f)樣品分析技術(shù)未能提供正確的濃度數(shù)據(jù)。A.5由于下列原因造成反射效率改變：a)出現(xiàn)額外材料(例如水或人體)使反射體厚度增加；b)反射體組分變化，使中子吸收劑減少(例如因吸收劑包殼被腐蝕)。a)出現(xiàn)額外的單體或反射體(例如人體);b)單體放置位置不當(dāng)；c)單體間的慢化劑和吸收劑損失；d)保持單體間隔的架子坍塌。A.7易裂變材料密度增加。(資料性附錄)計算方法確認示例本附錄給出的示例是虛構(gòu)的，借以說明如何按照第5章的要求進行計算方法的確認。其中的292Fi是一種虛構(gòu)的易裂變核素。確認一種用于計算水反射的292Fi溶液次臨界質(zhì)量限值的計算方法，溶液的292Fi濃度為2g/L~32g/L,形狀不限。所選用的方法由適用于球形系統(tǒng)的XYZ計算機程序和一組三群截面組成。溶液盛放在帶水反射的球形薄殼容器中。容器殼的核特性與水的核特性沒有明顯的差別。可供利用的臨界實驗數(shù)據(jù)如表B.1所示。表B.1可供利用的臨界實驗數(shù)據(jù)292Fi的濃度p/(g/L臨界半徑/cm28B.3確認B.3.1將XYZ程序裝入當(dāng)?shù)赜嬎銠C。用該程序計算程序本身所帶的例題。將所得結(jié)果與程序原編制者利用該程序計算同一例題所得到的結(jié)果進行比較。結(jié)果表明，該程序能在當(dāng)?shù)赜嬎銠C上正確地計算多區(qū)球形系統(tǒng)。B.3.2對三個實驗點進行計算。所得結(jié)果如表B.2所示。表中標(biāo)出的誤差是由實驗數(shù)據(jù)的誤差帶來的。表B.2對三個實驗點的計算結(jié)果292Fi的濃度p/(g/Lkef21.0046±0.005780.9864±0.00410.9696±0.0041所作的計算收斂到k的計算誤差為±0.0001,這一誤差與實驗誤差相比是很小的。在實驗數(shù)據(jù)所覆蓋的292Fi的濃度范圍(2g/L～16g/L)內(nèi)，k的計算值近似于濃度的線性函數(shù)，而且似無理由會偏離光滑曲線。需要將計算方法的適用范圍擴展到292Fi的濃度為32g/L的區(qū)域。在29?Fi的濃度2g/L～16g/L之間，ke與濃度的關(guān)系曲線呈輕微的凹狀(見圖B.1)。因此，可以預(yù)期，將292Fi的濃度為8g/L和16g/L兩點的k計算值線性外推到22Fi的濃度為32g/L處，所得到的k估計值可能明顯偏小，如圖B.1所示。線性外推所得到的結(jié)果是ke=0.936。顯然，這種大范圍的外推，需要另找支持性數(shù)據(jù)。292Fi的濃度/(g/L)圖B.1臨界實驗系統(tǒng)ke的計算值熱俘獲截面的不確定度很大，這可能是造成k計算結(jié)果隨濃度增加而偏小的原因。將超熱俘獲截面調(diào)小20%,重新進行計算，所得到的結(jié)果如表B.3所示。這一修改使k隨濃度的增加而出現(xiàn)的偏移變得最小，預(yù)計在292Fi的濃度為32g/L處的k值大約為1.01。表B.3超熱截面減小20%后的計算結(jié)果292Fi的濃度p/(g/L)28計算結(jié)果，其反應(yīng)性差或相對偏倚為δke/k=-0.068±0.002。半徑/cmker(292Fi的原始截面)k(292Fi的超熱截面減小20%)用表B.4中的數(shù)據(jù)進行線性內(nèi)插，可以求出用未修改的方法(即使用XYZ程序和未修改的截面數(shù)據(jù))計算22Fi的濃度為32g/L的水反射溶液臨界系統(tǒng)時，給出的ke值為0.9443。數(shù)據(jù)的XYZ程序)的偏倚如表B.5所示。表B.5偏倚的估計值292Fi的濃度p/(g/L偏倚2十0.00468—0.0136—0.0304—0.0557B.3.7在292Fi的濃度2g/L～16g/L范圍內(nèi)，偏倚的不確定度主要來源于參數(shù)的實驗誤差(有部分不確定度與內(nèi)插有關(guān))。在292Fi的濃度為32g/L處，偏倚的不確定度還應(yīng)包括由外推引入的所有誤差。根據(jù)k的裕量應(yīng)足以補償偏倚的不確定度，并確保系統(tǒng)處于次臨界狀態(tài)的要求，通過分析和判斷，確定ken的裕量如下：——在292Fi的濃度為2g/L～16g/L范圍內(nèi)，為0.03;——在292Fi的濃度為32g/L處，為0.05。因此，對于292Fi的濃度分別為2g/L、8g/L、16g/L和32g/L的溶液，由該計算方法計算出的k值分別不大于0.9746、0.9564、0.9396和0.8943的任何系統(tǒng)，可以肯定都是次臨界的。(資料性附錄)關(guān)于計算方法的討論本附錄對計算方法的討論旨在于說明第5章中的各項要求。C.1使用計算方法的目的使用計算方法的目的在于通過內(nèi)插和外推來補充實驗數(shù)據(jù)。C.2背景知識校驗是指證實所安裝的計算機程序能夠正確地完成預(yù)期數(shù)值計算的過程。基準(zhǔn)是指一種描述充分的、可以用于確定計算方法的可靠性的臨界實驗結(jié)果。確認是指利用適合于預(yù)期的操作評價的基準(zhǔn)來確定計算方法的適用性和確立該方法的偏倚的過程。C.3討論在核臨界安全評價中應(yīng)用分析計算方法去預(yù)計中子增殖因子時，對于該種應(yīng)用所計算出的增殖因子k,加上其不確定度|△k。|,應(yīng)當(dāng)小于或等于對該種應(yīng)用所建立的中子增殖因子的次臨界限值k。,即：k?+l△k,l≤k?k?是確認過程的結(jié)果，可以表示為：k?=k.-|△k。|—|△km