CS13.280 CCSF73 BSRS 北京市辐射安全研究会团体标准 T/BSRS102—2023 小型氟盐冷却高温堆屏蔽设计安全评价方 法 Shieldingdesignsafetyevaluationmethodforsmallfluoridesalt-cooled high-temperatureReactor （发布稿） 2023-9-13发布 2023-9-13实施 北京市辐射安全研究会  发布 全国团体标准信息平台 全国团体标准信息平台 T/BSRS102—2023 I目次 前 言······································II 1范围········································1 2规范性引用文件···································1 3总体要求······································1 4源项分析······································1 5材料选择······································2 6堆芯屏蔽设计假设安全评价······························2 7计算分析······································2 8分析软件及精度···································3 9评价结论······································3 全国团体标准信息平台 T/BSRS102—2023 II前言 本文件按照GB/T1.1－2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规 则》的规定起草。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件为指导性参考方法。 本文件的应用对象为氟盐冷却高温堆（Fluoridesalt-cooledHigh-temperature Reactor,FHR），FHR使用高温气冷堆中的包覆颗粒作为燃料，FLiBe熔盐作为冷却剂。 本文件由北京市辐射安全研究会提出并归口。 本文件起草单位：生态环境部核与辐射安全中心，西安交通大学，中国科学院上海应用 物理研究所。 本文件主要起草人：左嘉旭、韩静茹、黄旭阳、任广益、庄少欣、安婕铷、宋维、胡家 驹、张大林、傅瑶。 全国团体标准信息平台 T/BSRS102—2023 1小型氟盐冷却高温堆屏蔽设计安全评价方法 1范围 本文件规定了小型氟盐冷却高温堆屏蔽设计安全评价的总体安全要求、源项分析、材料 选择和分析计算等技术方法。 本文件为小型氟盐冷却高温堆的屏蔽设计安全评价工作提供指导，也可为小型氟盐冷却 高温堆的设计、运营等单位、安全分析及评估从业者的工作提供参考。 2规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期 的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括 所有的修改单）适用于本文件。 GB18871电离辐射防护与辐射源安全基本标准 GB6249核动力厂环境辐射防护规定 小型压水堆核动力厂安全审评原则（试行） 3总体要求 小型氟盐冷却高温堆在屏蔽设计过程中需尽早开展安全评价。随着屏蔽设计和确认性 分析活动之间的不断迭代和深化，屏蔽安全评价的范围和详细程度应不断扩大和提高。 小型氟盐冷却高温堆的屏蔽设计必须结合其高温低压运行、防核扩散、固有安全性等 特点，符合适用的核安全法律法规和关键标准的相关要求，屏蔽效果满足辐射防护要求。 小型氟盐冷却高温堆屏蔽设计的总目标是屏蔽设计和防护效果应确保工作人员及公众 所接受的外照射剂量应满足相关法律法规和标准的要求。屏蔽体材料的选择和布置方式，屏 蔽体厚度的确定，应能够满足相应位置的剂量率限值要求，且能够较好地综合考虑其他关键 影响因素。 辐射源项及其分布分析，需要包括小型氟盐冷却高温堆功率运行、停堆、换料和各种 事故工况下堆本体中子、γ辐射源项及剂量分布；放射性裂变产物、腐蚀产物、含氚气体、 含铍化合物以及主要活化产物的活度及分布；贮存和运输带有放射性物质的系统和设备辐射 源项及分布。 考虑潜在照射的影响，在事故工况下进行小型氟盐冷却高温堆主控制室和应急管理中 心的屏蔽安全分析。分析主控制室的可居留性和某些事故区域的可接近性。 应评估放射性相关厂房内各个关键部位的辐射场分布和和剂量设计目标值，为小型氟 盐冷却高温堆安全运行和检修、辐射监测以及设备和仪表的辐照寿命评估提供依据。在确保 安全的前提下，还可以考虑方便运行和检修人员操作的原则。 根据选定的屏蔽材料，评估布置方式、屏蔽体厚度的合理性，评估屏蔽计算分析方法 和模型、配套参数的合理性。合理考虑小型氟盐冷却高温堆冷却剂的腐蚀性、氚的影响以及 放射性与铍工业毒性的综合影响。 4源项分析 全国团体标准信息平台 T/BSRS102—2023 2 正常运行工况下应按额定热功率和有效满功率运行天计算分析源项。 在堆芯辐射源项计算中，应考虑裂变中子和γ射线、裂变产物的蜕变γ射线、材料的 俘获和活化γ射线等。 在小型氟盐冷却高温堆燃料、冷却熔盐的辐射源项及其分布计算中，应考虑衰变及其 他去除途径，同时考虑熔盐杂质和腐蚀产物的活化产物。 在反应堆主回路系统、二回路系统、三回路系统和非能动余热排出系统辐射源项及其 分布计算中，应考虑活化、衰变、腐蚀积累、净化、稀释、浓缩和冷停堆等因素。 计算氟盐腐蚀产物放射性活度时，可根据熔盐堆的经验数值（需经过验证）或试验测 量值进行。 须考虑发生事故工况时的辐射源项，选择的事故工况需要具有包络性。 5材料选择 小型氟盐冷却高温堆本体的屏蔽体材料，应满足屏蔽中子和γ射线的功能要求。 在小型氟盐冷却高温堆运行寿期内，屏蔽体材料应始终满足有效性和可靠性设计要求。 与氟盐冷却剂直接接触的屏蔽材料应考虑氟盐冷却剂的腐蚀，在反应堆寿期内屏蔽材 料的性能保持稳定。 屏蔽体材料的选择和布置方式，也应综合考虑其他关键影响因素。应该选用性能稳定、 无毒、无特殊气味、容易获得、运输方便和性价比高的材料。 建于地下的小型氟盐冷却高温堆本体需要保证放射性产物不进入地层中，需要考虑具 有包容性和耐辐照、耐腐蚀的包容体材料。地下结构可以为小型氟盐冷却高温堆提供一定的 屏蔽。 6堆芯屏蔽设计假设安全评价 为了限制辐射的影响，应保证堆容器性能的稳定和完整性，需要考虑多种因素的影响: 计算模型方面，包括堆容器、主屏蔽、各设备间等；计算物理量方面，包括快中子注量、核 热沉积、剂量当量率等。此外，还需要确定以下几个关键因素的关键限值：堆容器内表面的 中子注量率、内表面的射线能量注量率、沿堆容器体厚度方向最大温差和边界环境空气最 高温度。 7计算分析 屏蔽计算分析的方法可选择用蒙特卡罗、离散纵标、点核积分方法。 屏蔽设计剂量计算，应按人员所处位置选取，其基本原则为： 7.2.1侧面源项取距屏蔽墙表面30cm处。 7.2.2上部源项取距地板面200cm或可能的最高位置。 7.2.3下部源项取距地板表面60cm处。 7.2.4对非均匀分布源，选取源强最大处为计算点。 剂量当量率分析在参数和源项的选取上必须考虑适当的保守性和裕量。 对于迷宫设计，必须使各类射线经过多次散射减弱后方可到达迷宫口处，直接贯穿屏 蔽体到达迷宫口处的贡献应小于散射辐射的贡献，并要确保总的剂量当量率不超过该处的设 计目标值。当迷宫口的剂量当量率超过设计目标值时，应在出口处设置防护门。 全国团体标准信息平台 T/BSRS102—2023 3 屏蔽设计和工艺布置中，重点关注贯穿件孔缝及嵌入件对屏蔽体防护性能的局部削弱， 并对可能存在的大面积削弱的部位重点关注其裕量。 人员工作位置，对于每平方米的屏蔽体的面积上，由于孔缝等造成的局部削弱，在屏 蔽体表面处造成的局部外照射剂量当量率的增加不能超过该位置目标值的5倍，且面积不能 超过100平方厘米；无人工作位置，由于孔缝等造成的局部削弱的外照射剂量当量率可适当 增加，但使邻近工作人员接受的附加外照射剂量当量不得超过设计目标值的10%。 8分析软件及精度 选择某一计算机程序计算特定的物理参数，应论证该程序所用的理论模型和计算方法 是适当的；与所用核数据库和其他配套计算程序是自洽的，其计算精度满足工程设计和安全 分析的要求。应考虑误差和不确定性对设计限值的影响，并在关键限值中留有适当裕量。 小型氟盐冷却高温堆屏蔽设计分析所使用的核数据应采用评价过的核数据，并且关注 数据库所覆盖的温度、能谱等影响反应截面的相关参数适用于小型氟盐冷却高温堆的设计、 运行参数。 小型氟盐冷却高温堆屏蔽设计所用数据库和软件，需覆盖其关键屏蔽位置所涉及的材 料和相关参数。 必须关注燃料形式对屏蔽结果的影响。 9评价结论 根据小型氟盐冷却高温堆屏蔽设计安全分析情况和评价过程、结果，确定安全评价的 结论。 小型氟盐冷却高温堆本体的屏蔽体材料选择的结论，应结合氟盐冷却剂的辐射特点开 展，需要说明其是否考虑了运行温度、冷却剂腐蚀、辐照特性、结构和辐射防护要求等。 小型氟盐冷却高温堆屏蔽设计安全评价结论应包括：设计合理性、输入正确性、假设 合理性、结果正确性和合理性、计算分析方法正确性、分析软件的可用性和适用性、软件使 用、建模的正确性，计算精度的可接受性等。 小型氟盐冷却高温堆屏蔽设计安全评价还需要确定其屏蔽分析结果对于其他辐射防护 分析结果的影响。 小型氟盐冷却高温堆屏蔽设计安全评价意见应明确