2. "РБ-007-99. Руководства по безопасности. Учет флюенса быстрых нейтронов на корпусах и образцах-свидетелях ВВЭР для последующего прогнозирования радиационного ресурса корпусов" (утв. постановлением Госатомнадзора России от 21.04.1999 N 2) (вместе с "Методикой экспертной оценки радиационного ресурса корпусов ВВЭР")

Остаточный радиационный ресурс корпуса ВВЭР определяется из соотношения:

где:

[F] - предельный допускаемый флюенс нейтронов в критической точке корпуса (здесь и далее, если особо не оговорено, используются F и Ф нейтронов с энергией больше 0,5 МэВ);

Ft - накопленный флюенс нейтронов на момент проведения экспертной оценки в той же точке;

N - количество кампаний работы реактора в оставшееся до исчерпания радиационного ресурса время от момента проведения экспертной оценки;

Фn - предполагаемая скорость накопления флюенса нейтронов в той же точке за кампанию n;

tn - предполагаемое эффективное время работы реактора во время кампании n.

Тогда остаточный радиационный ресурс КР будет равен:

Если скорость накопления флюенса быстрых нейтронов в оставшиеся кампании принимается одинаковой (например, из соображений консервативности скорость принимается максимальной из выборки значений по всем возможным в будущем кампаниям), то радиационный ресурс КР будет определяться так:

где:

Фmax - принятая максимальная скорость накопления флюенса нейтронов из всех возможных кампаний.

Учитывая, что до начала эксплуатации реактора равен нулю, проектный радиационный ресурс КР будет определяться так:

Поскольку все значения характеристик поля нейтронов могут быть определены только с некоторой погрешностью, при прогнозировании флюенса быстрых нейтронов необходимо вводить консервативные коэффициенты запаса по каждой составляющей в формуле (П3), чтобы уверенно прогнозировать радиационный ресурс КР:

где:

k[F], kF, kФ - консервативные коэффициенты запаса (по величине равны или больше единицы) по предельному допускаемому флюенсу, накопленному флюенсу и скорости накопления флюенса быстрых нейтронов;

[F]*, , - оцененные значения предельного допускаемого флюенса, накопленного флюенса и скорости накопления флюенса быстрых нейтронов.

В соответствии с зависимостями из [1] и принимая во внимание подходы из [2, 3], предельный допускаемый флюенс быстрых нейтронов в экспертных оценках можно оценить по формуле:

где:

- предельная допускаемая критическая температура хрупкости в критической точке;

Tk0 - критическая температура хрупкости в исходном (до облучения) состоянии;

AF - коэффициент радиационного охрупчивания, °C;

F0 - константа, равная 1018 н/см2.

За значение Tka принимается минимальное, исходя из полученных в анализе всех теплогидравлических режимов, напряженно-деформированного состояния металла в зоне постулированного расчетного дефекта [3] (значение известно из документов, обосновывающих проектный срок службы КР). Значения Tk0 и AF принимаются в соответствии с п. 5.8.4.2 [1]. При этом допускается, что нормативные значения , Tk0, AF определены с достаточной степенью консервативности. В этом случае можно принять, что k[F] равен единице.

Следует отметить, что в соответствии с методикой раздела 8 приложения 2 [1] по испытаниям ОС проводится определение коэффициента радиационного охрупчивания материала ОС с учетом сдвига критической температуры хрупкости вследствие влияния облучения и флюенса быстрых нейтронов на ОС FSS согласно формуле:

где:

n - показатель степени, принимаемый в соответствии с [1].

В этом случае значение FSS, имеющее некоторую погрешность, должно использоваться с коэффициентом запаса, чтобы обеспечить достаточную консервативность значения , которое используется для сравнения с нормативным значением AF, приведенным в аттестационном отчете согласно п. 5.8.4.2 [1]. Рекомендуемое значение коэффициента запаса для FSS - 1,3.

Накопленный флюенс быстрых нейтронов в критической точке КР определяется в результате учета флюенса быстрых нейтронов при эксплуатации реактора (в соответствии с п. 4 РБ). При этом должны быть определены накопленные флюенсы быстрых нейтронов по каждой кампании в отдельности и зафиксированы как последовательный набор значений

{Fi}i=1...m,

где: m - количество реализованных кампаний до момента оценки накопленного флюенса быстрых нейтронов.

Прогнозирование скорости накопления флюенса быстрых нейтронов в оставшееся время эксплуатации проводится из анализа планируемых загрузок активных зон реактора. При этом могут быть использованы результаты расчета характеристик поля нейтронов, соответствующего этим загрузкам.

Если режим эксплуатации будет соответствовать режиму, использованному в предыдущих загрузках, в качестве максимальной скорости накопления флюенса быстрых нейтронов можно применять максимальное значение из выборки

где: ti - эффективное время работы реактора в кампанию i.

Значения коэффициентов запаса kF и kФ в выражениях (П5) можно оценивать из анализа расчетно-экспериментальных результатов определения флюенса быстрых нейтронов, полученных на конкретном реакторе. Исследования на действующих ВВЭР, например, [4 - 7], показывают, что расчетные и экспериментальные данные о характеристиках поля нейтронов в области КР (флюенс и скорость накопления флюенса быстрых нейтронов) могут расходиться на 10 - 20%. При этом погрешность экспериментальных данных находится в районе 10%. Таким образом, общая неопределенность значений характеристик поля быстрых нейтронов в критических точках может составить 30%. Поэтому для экспертных оценок рекомендуется использовать значения этих коэффициентов запаса не ниже 1,3. Более низкие значения должны быть обоснованы и пройти экспериментальную валидацию.