YVL B.4 Ydinpolttoaine ja reaktori. Sisältö. SÄTEILYTURVAKESKUS YVL B.4 luonnos (11)

Transkriptio

1 (11) YVL B.4 Ydinpolttoaine ja reaktori Sisältö Valtuutusperusteet... 1 Soveltamissäännöt JOHDANTO MÄÄRITELMÄT SOVELTAMISALA REAKTORILLE JA REAKTIIVISUUDENHALLINTAJÄRJESTELMILLE ASETETTAVAT VAATIMUKSET YDINPOLTTOAINEELLE ASETETTAVAT VAATIMUKSET KRIITTISYYSONNETTOMUUDEN EHKÄISEMISTÄ KOSKEVAT VAATIMUKSET 9 7. VIRANOMAISVALVONTA Viitteet Valtuutusperusteet Ydinenergialain (990/1987) 7r mukaan Säteilyturvakeskuksen tehtävänä on asettaa ydinenergialain mukaisen turvallisuustason toteuttamista koskevat yksityiskohtaiset turvallisuusvaatimukset. Soveltamissäännöt YVL-ohjeen julkaiseminen ei sinänsä muuta Säteilyturvakeskuksen ennen ohjeen julkaisemista tekemiä päätöksiä. Vasta kuultuaan asianosaisia Säteilyturvakeskus antaa erillisen päätöksen siitä, miten uutta tai uusittua YVL-ohjetta sovelletaan käytössä tai rakenteilla oleviin ydinlaitoksiin ja luvanhaltijoiden toimintoihin. Uusiin ydinlaitoksiin ohjeita sovelletaan sellaisenaan. Kun Säteilyturvakeskus harkitsee YVL-ohjeissa esitettyjen, uusien turvallisuusvaatimuksien soveltamista käytössä tai rakenteilla oleviin ydinlaitoksiin, se ottaa huomioon ydinenergialain (990/1987) 7a :ssä säädetyt periaatteet: Ydinenergian käytön turvallisuus on pidettävä niin korkealla tasolla kuin käytännöllisin toimenpitein on mahdollista. Turvallisuuden edelleen kehittämiseksi on toteutettava toimenpiteet, joita käyttökokemukset ja turvallisuustutkimukset sekä tieteen ja tekniikan kehittyminen huomioon ottaen voidaan pitää perusteltuina.

2 2 1. JOHDANTO Ydinenergialain 7r kolmannen momentin mukaan Säteilyturvakeskuksen turvallisuusvaatimukset velvoittavat luvanhaltijaa, kuitenkin niin, että luvanhaltijalla on oikeus esittää muunkinlainen kuin vaatimuksissa edellytetty menettelytapa tai ratkaisu. Jos luvanhaltija vakuuttavasti osoittaa, että esitetty menettelytapa tai ratkaisu toteuttaa tämän lain mukaisen turvallisuustason, Säteilyturvakeskus voi sen hyväksyä. Valtioneuvoston asetuksessa ydinvoimalaitoksen turvallisuudesta (VNA 733/2008) säädetään yleiset ydinvoimalaitosten suunnittelussa, rakentamisessa, käytössä ja käytöstä poistossa noudatettavat turvallisuusperiaatteet. VNA:n 733/ :ssä säädetään, että ydinvoimalaitoksen turvallisuutta on arvioitava rakentamislupaa ja käyttölupaa haettaessa, laitosmuutosten yhteydessä sekä määräajoin laitoksen käytön aikana. Pykälän toisessa ja kolmannessa momentissa säädetään menetelmistä, joita ydinvoimalaitoksen turvallisuuden ja turvallisuusjärjestelmien teknisten ratkaisujen perustelemisessa on käytettävä. VNA:n 733/ :ssä säädetään, että ydinvoimalaitoksen turvallisuustoimintojen varmistamisessa on ensisijaisesti käytettävä hyväksi suunnitteluratkaisuin saavutettavissa olevia luontaisia turvallisuusominaisuuksia. Reaktorin pysäyttämiseen ja alikriittisenä pitämiseen, jälkilämmön poistamiseen ja radioaktiivisten aineiden leviämisen estämiseen on oltava järjestelmät, joiden suunnittelussa on sovellettava moninkertaisuus-, erottelu- ja erilaisuusperiaatetta. VNA:n 733/ :ssä säädetään, että polttoaineen eheyden varmistamiseksi polttoainevaurion todennäköisyyden on oltava pieni normaaleissa käyttötilanteissa ja odotettavissa olevissa käyttöhäiriöissä; oletetuissa onnettomuuksissa polttoainevaurioiden määrän on pysyttävä pienenä eikä polttoaineen jäähdytettävyys saa vaarantua; ja kriittisyysonnettomuuden mahdollisuuden on oltava erittäin pieni. Tässä ohjeessa esitetään kriteerit ja yksityiskohtaiset vaatimukset, joilla em. VNA 733/2008:n säädösten toteutuminen varmistetaan ja osoitetaan ydinvoimalaitoksen, reaktorisydämen ja ydinpolttoaineen suunnittelun yhteydessä. Reaktorisydäntä ja reaktiivisuudenhallintajärjestelmiä koskevat vaatimukset esitetään ohjeen luvussa 4, ydinpolttoainetta ja sen suunnittelua koskevat vaatimukset luvussa 5 ja kriittisyysonnettomuuden ehkäisemistä koskevat vaatimukset luvussa 6.

3 3 Ydinpolttoaineen hankinnan hyväksymismenettely Ydinpolttoaineen hankinnan hyväksymismenettely on kuvattu ohjeessa YVL E.2. Ohjeen E.2 mukaisesti hyväksymismenettely koostuu neljästä osasta: ydinpolttoaineen suunnittelun ja valmistuksen laadunhallinnan käsittely soveltuvuusselvityksen käsittely rakennesuunnitelman käsittely valmistuksen valvonta Tämän ohjeen luvussa 5 esitetään suunnitteluvaatimukset, joiden täyttyminen on osoitettava polttoaineen soveltuvuusselvityksessä. Ohjeen YVL E.2 mukaisesti polttoaineen soveltuvuusselvityksen hyväksyntä on edellytys polttoaineen rakennesuunnitelman lopulliselle käsittelylle. Tämän ohjeen lisäksi ydinpolttoaineen valmistusta ja suunnittelua koskevia vaatimuksia esitetään ohjeessa YVL E.2. Käytetyn ydinpolttoaineen varastointia ja käsittelyä koskevia vaatimuksia esitetään ohjeessa YVL D.3. Ydinvoimalaitoksen reaktiivisuuden hallintaan liittyvien järjestelmien suunnitteluvaatimukset esitetään ohjeessa YVL B.1 ja turvallisuuden osoittamiseksi edellytettäviä turvallisuusanalyyseja koskevat vaatimukset ohjeessa YVL B MÄÄRITELMÄT 201 Alikriittisellä tilalla tarkoitetaan tilaa, jossa ei tapahdu fissioissa vapautuvien neutronien ylläpitämää ketjureaktiota. 202 Sammutetulla reaktorilla tarkoitetaan alikriittisessä tilassa olevaa reaktoria, jonka efektiivinen kasvutekijä on epävarmuudet huomioon ottaen pienempi kuin 0, Hallitulla tilalla tarkoitetaan tilaa, jossa reaktori on sammutettu ja sen jälkilämmön poisto on turvattu. 204 Turvallisella tilalla tarkoitetaan tilaa, jossa reaktori on sammutettu ja paineeton, ja sen jälkilämmön poisto on turvattu. 205 Polttoainevauriolla tarkoitetaan sitä, että polttoainesauva menettää tiiviytensä. 206 Polttoaineen jäähdytettävyyden menetyksellä tarkoitetaan sitä, että polttoaine menettää jäähdytettävissä olevan muotonsa polttoainevaurion tai muun suunnitteluperusteet ylittävän muo-

4 4 donmuutoksen seurauksena, tai polttoainesauvoja jäähdyttävän virtauksen estymistä polttoainenippuun päätyneiden epäpuhtauksien johdosta. 207 Odotettavissa olevalla käyttöhäiriöllä tarkoitetaan sellaista poikkeamaa normaaleista käyttötilanteista, jonka voidaan odottaa esiintyvän yhden tai useamman kerran sadan käyttövuoden aikana. 208 Oletetulla onnettomuudella tarkoitetaan sellaista poikkeamaa normaaleista käyttötilanteista, jonka oletetaan esiintyvän harvemmin kuin kerran sadassa käyttövuodessa (pois lukien harvinaisten ulkoisten tapahtumien aiheuttamat tilanteet) ja josta ydinvoimalaitoksen edellytetään selviytyvän ilman vakavia polttoainevaurioita, vaikka yksittäisiä turvallisuuden kannalta tärkeiden järjestelmien laitteita olisi käyttökunnottomina huoltotöiden tai vikojen johdosta; oletetut onnettomuudet jaetaan niiden alkutapahtumataajuuden perusteella kahteen luokkaan: luokan 1 oletetut onnettomuudet, joiden voidaan olettaa esiintyvän harvemmin kuin kerran sadassa käyttövuodessa, mutta vähintään kerran tuhannessa käyttövuodessa; luokan 2 oletetut onnettomuudet, joiden voidaan olettaa esiintyvän harvemmin kuin kerran tuhannessa käyttövuodessa; 209 Oletettujen onnettomuuksien laajennuksella tarkoitetaan tilannetta, jonka aiheuttaa odotettavissa oleva käyttöhäiriö tai luokan 1 oletettu onnettomuus, johon liittyy turvallisuusjärjestelmässä esiintyvä yhteisvika, todennäköisyysperusteisen riskianalyysin perusteella valittu vikayhdistelmä tai harvinainen ulkoinen tapahtuma; ja josta ydinvoimalaitoksen edellytetään selviytyvän ilman vakavia polttoainevaurioita; 210 Suunnitteluperustetilanteilla tarkoitetaan reaktorin normaaleja käyttötilanteita, odotettavissa olevia käyttöhäiriöitä, oletettuja onnettomuuksia ja oletettujen onnettomuuksien laajennuksia. 3. SOVELTAMISALA 301 Tätä ohjetta sovelletaan uusien ydinvoimalaitosten reaktorin, reaktiivisuudenhallintajärjestelmien ja ydinpolttoaineen suunnitteluun sekä käyvien ydinlaitosten reaktorin, reaktiivisuudenhallintajärjestelmien ja ydinpolttoaineen muutosten suunnitteluun. 302 Polttoaineen suunnittelun lisäksi tämän ohjeen luvun 4 vaatimuksia on noudatettava soveltuvin osin säätösauvojen suunnittelussa.

5 5 4. REAKTORILLE JA REAKTIIVISUUDENHALLINTAJÄRJESTELMILLE ASETETTAVAT VAATIMUKSET Reaktorin ja polttoaineen rakenteellinen yhteensopivuus 401 Polttoaine ja reaktorin sisäosat on suunniteltava rakenteeltaan siten yhteensopiviksi, että reaktoria koottaessa kukin osa asettuu luotettavasti oikeaan paikkaan ja asentoon. Polttoaineen ja reaktorin sisäosien oikea sijoittuminen on voitava tarkastaa lataustoimenpiteiden jälkeen. 402 Reaktoripainesäiliön sisäosat on suunniteltava ja asennettava siten, että ne pysyvät paikoillaan eri käyttötilanteissa ja etteivät ne oletetuissa onnettomuuksissa siirry pysyvästi paikoiltaan. Reaktoripainesäiliön sisäosien on kestettävä kaikissa suunnitteluperustetilanteissa esiintyvät kuormat reaktorin pysäytyksen ja jäähdytyksen vaarantumatta. Reaktiivisuuden hallinta ja reaktorin pysäytys 403 Reaktorin fysikaalisten takaisinkytkentöjen yhteisvaikutuksen on oltava sellainen, että se hillitsee reaktorin tehon kasvua reaktorin normaalikäytön aikana sekä käyttöhäiriöissä ja onnettomuuksissa, joissa alkutapahtuma aiheuttaa sydämeen reaktiivisuuslisäyksen tai vaikuttaa heikentävästi polttoaineen jäähdytykseen. Tilanteissa, joissa fysikaaliset takaisinkytkennät aiheuttavat positiivisen reaktiivisuuslisäyksen, reaktorin suojausjärjestelmän on kyettävä rajoittamaan tehon kasvua niin, että polttoaineen suunnittelurajat eivät ylity. 404 Säätöjärjestelmän yksittäisvika tai yksittäinen ohjausvirhe ei saa aiheuttaa tehon kasvua reaktorin pysäytystä edellyttävälle rajalle. 405 Reaktiivisuuden hallitsemiseksi ydinvoimalaitoksessa on oltava kaksi erilaisuusperiaatteen toteuttavaa järjestelmää, jotka täyttävät ohjeessa YVL B.1 esitetyt, hallitun tilan saavuttamiseksi ja ylläpitämiseksi tarvittavia järjestelmiä koskevat erityisvaatimukset. 406 Reaktori ja siihen liittyvät järjestelmät on suunniteltava ja toteutettava niin, että käyttöhäiriö tai oletettu onnettomuus ei voi aiheuttaa merkittävää reaktiivisuuslisäystä reaktiivisuuden hallinnassa tarvittavien neutroniabsorbaattorien tehokkuuden heikkenemisen seurauksena. 407 Vakavassa reaktorionnettomuudessa vaurioitunut reaktori tai sen jäänteet on pystyttävä pitämään alikriittisenä.

6 6 5. YDINPOLTTOAINEELLE ASETETTAVAT VAATIMUKSET Yleistä 501 Polttoaine-elementtien vaurioituminen on estettävä niiden käytön, käsittelyn, kuljetuksen, pitkäaikaisen varastoinnin ja loppusijoitusprosessin aikana. Tämän varmistamiseksi polttoaineelle on määriteltävä suunnittelurajat, joihin sisältyy riittävät turvallisuusmarginaalit. Rajojen on perustuttava vastaavaa polttoainetyyppiä koskeviin kokeellisiin tuloksiin. 502 Polttoaineen suunnittelurajat on esitettävä laitosyksikön turvallisuusselosteessa tai polttoaineen ennakkotarkastusaineistossa. 503 Polttoaineen soveltuvuusselvityksessä on esitettävä, mitkä polttoaineen materiaalit ja komponentit valmistetaan toimituserään kohdistettuina ja mitkä toimituserään kohdistamattomina. Ydinpolttoaineen yleiset suunnitteluvaatimukset 504 Polttoaineen suunnittelurajoja määriteltäessä on tarkasteltava kattavasti niitä fysikaalisia, kemiallisia ja mekaanisia ilmiöitä, joilla on vaikutusta polttoaineen kestävyyteen. Tarkastelujen on katettava kaikki suunnitteluperustetilanteet. 505 Polttoaine-elementti on suunniteltava niin, että sen osat pysyvät paikoillaan eri käyttötilanteissa ja etteivät ne oletetuissa onnettomuuksissa siirry pysyvästi paikoiltaan. Polttoaineelementin on kestettävä kaikissa suunnitteluperustetilanteissa esiintyvät kuormat reaktorin pysäytyksen ja jäähdytettävyyden vaarantumatta. 506 Säteilytyksen aiheuttamat muutokset polttoaineen ominaisuuksiin on otettava huomioon määritettäessä polttoaineen turvallisen käytön rajoja. Polttoaineelle on esitettävä sovellettavat palamarajat, jotka perustuvat kokeelliseen aineistoon. Mikäli säteilytyksellä on vaikutusta polttoaineen suojakuoren ja jäähdytteen väliseen lämmönsiirtoon, se on otettava huomioon myös lämmönsiirtokriisin arvioinnissa käytettävissä korrelaatioissa. 507 Säätösauvojen on kestettävä käytön aikainen kuluminen ja muut rasitukset siten, että niiden normaali toiminta ei vaarannu. Säätösauvojen neutroni-absorptiokyvyn on säilyttävä käytön aikana riittävänä. 508 Säätösauvojen normaali toiminta ei saa estyä polttoaineen vaurioitumisen vuoksi. Normaaleja käyttötilanteita koskevat suunnitteluvaatimukset 509 Normaaleissa käyttötilanteissa polttoaineen on täytettävä seuraavat ehdot: Polttoainetableteissa ei saa tapahtua sulamista.

7 7 Suojakuoren lämpötila ei saa olennaisesti ylittää jäähdytteen lämpötilaa. Polttoainesauvan suojakuori ei saa lommahtaa. Polttoainesauvan sisäinen paine ei saa kasvaa niin suureksi, että siitä aiheutuvat suojakuoren muodonmuutokset heikentävät polttoainetabletin ja jäähdytteen välistä lämmönsiirtoa (lift-off). 510 Polttoaine-elementin ja säätösauvan osien muodonmuutosten on pysyttävä niin vähäisinä, että ne eivät aiheuta merkittävää tehonnousua polttoainesauvoissa eivät haittaa polttoaineen jäähdytettävyyttä eivät haittaa reaktorin pikasulun onnistumista säätösauvojen avulla eivät haittaa polttoainesauvojen käsittelytoimenpiteitä. 511 Polttoainetabletin ja suojakuoren välisen mekaanisen vuorovaikutuksen aiheuttamien vaurioiden todennäköisyyden on oltava erittäin pieni. Tämän vuoksi polttoaineelle on määriteltävä käytön aikaiset tehonmuutoksia ja -muutosnopeuksia koskevat rajat, joissa otetaan huomioon mm. suojakuoren jännityskorroosio. Käyttöhäiriöitä koskevat suunnitteluvaatimukset 512 Odotettavissa olevissa käyttöhäiriöissä polttoaineen on täytettävä seuraavat ehdot: Polttoainetableteissa ei saa tapahtua sulamista. Suojakuoren riittävä jäähdytys on varmistettava. Suojakuoren jäähdytys katsotaan riittäväksi, jos 95 % varmuudella on 95 % todennäköisyys sille, että kuumin polttoainesauva ei joudu lämmönsiirtokriisin tai siirtymäkiehunnan alueelle. Lämmönsiirtokriisiin joutuvien sauvojen lukumäärä ei saa ylittää 0,1 % reaktorissa olevien polttoainesauvojen kokonaismäärästä. Polttoaineen ja suojakuoren välisen mekaanisen vuorovaikutuksen aiheuttamien polttoainevaurioiden todennäköisyyden on oltava erittäin pieni. Oletettuja onnettomuuksia ja oletettujen onnettomuuksien laajennuksia koskevat suunnitteluvaatimukset Luokan 1 oletetut onnettomuudet

8 8 513 Luokan 1 oletetuissa onnettomuuksissa lämmönsiirtokriisiin joutuvien polttoainesauvojen määrän on pysyttävä pienenä. Onnettomuus ei saa aiheuttaa merkittäviä muutoksia polttoaineen alkuperäiseen rakenteeseen. Tämän varmistamiseksi polttoaineen on täytettävä seuraavat ehdot: Lämmönsiirtokriisiin joutuvien polttoainesauvojen lukumäärä ei saa ylittää 1 % reaktorissa olevien polttoainesauvojen kokonaismäärästä. Polttoaineen suojakuoren maksimilämpötila ei saa nousta niin korkeaksi, että suojakuoren hapettuminen voisi heikentää suojakuoren kestävyyttä onnettomuuden aikana. Vaatimuksen voidaan katsoa täyttyvän ilman erillistä perustelua, mikäli lämpötila ei ylitä arvoa 650 C. Polttoaineen ja suojakuoren välisen mekaanisen vuorovaikutuksen aiheuttamien polttoainevaurioiden todennäköisyyden on oltava erittäin pieni. Luokan 2 oletetut onnettomuudet 514 Luokan 2 oletetuissa onnettomuuksissa vaurioituvien polttoainesauvojen lukumäärä ei saa ylittää 10 % reaktorissa olevien polttoainesauvojen kokonaismäärästä. 515 Suojakuoren lämpötilan nousun vuoksi rikkoutuvien polttoainesauvojen kokonaismäärää arvioitaessa on otettava huomioon suojakuoren lämpötilan muutokset, kemialliset reaktiot, muodonmuutokset, suojakuoren pullistuminen ja lommahtaminen sekä polttoaineen entalpian kasvun seurauksista johtuva suojakuoren vaurioituminen. 516 Suojakuoren tiiviyden menetyksen arvioinnissa käytettävien rajojen on perustuttava kokeelliseen tutkimukseen. Rajoja määritettäessä on otettava kattavasti huomioon ko. ilmiöihin vaikuttavat kemialliset, fysikaaliset ja mekaaniset tekijät sekä polttoainesauvan mittatoleranssit. Polttoaineen säteilytyksen myötä muuttuvat suojakuoren ja polttoainetabletin ominaisuudet on otettava huomioon arvioitaessa kokeiden kattavuutta ja määritettäessä niiden perusteella polttoaineen palamasta riippuvia puhkeamis- ja lommahtamisrajoja. 517 Polttoaineen katsotaan vaurioituneen, mikäli sen säteittäinen keskimääräinen entalpia ylittää arvon 586 J/gUO 2. Vauriokriteeriä on mahdollista muuttaa, mikäli kyseiselle polttoainetyypille tehdyillä, riittävän kattavilla kokeilla osoitetaan polttoaineen suurella todennäköisyydellä kestävän vastaavan entalpian vaurioitumatta. Luokan 2 onnettomuudet ja oletettujen onnettomuuksien laajennukset 518 Polttoaineen jäähdytettävyys ei saa vaarantua esimerkiksi polttoainesauvojen suojakuoren pullistumisen tai rikkoutumisen, polttoaine-elementin tai reaktorin sisäosien muodonmuutosten tai onnettomuuden seurauksena reaktoriin mahdollisesti joutuneiden epäpuhtauksien johdosta. 519 Suojakuoren liiallinen haurastuminen on estettävä. Tämän varmistamiseksi on osoitettava, että

9 9 suojakuori ei hapetu onnettomuuden aikana siinä määrin, että se ei kestä onnettomuuden aiheuttamia kuormituksia. Arvioissa on otettava huomioon sekä onnettomuuden aikainen (ulkopuolinen ja mahdollinen sisäpuolinen) että sitä edeltäneen normaalin käytön aikainen hapettuminen. Lisäksi on huomioitava suojakuoren lommahtamiseen liittyvät uraanidioksidin ja suojakuorimateriaalin väliset kemialliset vuorovaikutukset. suojakuori kestää kuormitukset, jotka aiheutuvat polttoainenipun onnettomuuden jälkeisestä käsittelystä, poiskuljettamisesta ja varastoinnista. polttoaineen normaalin käytön ja onnettomuustilanteen aikana suojakuoreen absorboitunut vety ei heikennä liikaa suojakuoren ominaisuuksia. Suojakuoreen absorboituneen vedyn vaikutus suojakuoren kestävyyteen on määriteltävä kokeellisesti. suojakuoren korkein onnettomuustilanteissa saavutettava lämpötila ei ylitä arvoa 1200 C. 520 Suojakuoren lämpötilannousu on rajoitettava tasolle, jossa suojakuoren hapettuminen metalli-vesireaktion seurauksena on hallittavissa. 521 Polttoainesauvan mureneminen ja sulaminen on estettävä. Polttoaineen entalpia ei saa ylittää minkään polttoainesauvan millään kohdalla säteittäisen keskimääräisen entalpian arvoa 963 J/g UO 2. Suojakuoren sulamisen estämisessä on otettava huomioon polttoainenipun eri rakenneosien välisten vuorovaikutusten (esimerkiksi eri materiaalia olevien rakenneosien välisten eutektisten reaktioiden) mahdollinen alentava vaikutus suojakuoren sulamislämpötilaan. 522 Jäähdytteen ja suojakuoren välisen kemiallisen vuorovaikutuksen johdosta syntyvän vedyn määrä ei saa ylittää 1 % siitä määrästä, mikä syntyisi, jos koko polttoainetabletteja ympäröivä suojakuoren osa reagoisi jäähdytteen kanssa. 523 Säätösauvoissa ei saa tapahtua sulamista. Rakenteelliset muodonmuutokset polttoaineessa, säätösauvoissa ja reaktorin sisäosissa eivät saa estää säätösauvojen liikuttamista reaktorissa. 6. KRIITTISYYSONNETTOMUUDEN EHKÄISEMISTÄ KOSKEVAT VAA- TIMUKSET Tässä kappaleessa esitetään yleiset kriittisyysonnettomuuden ehkäisemistä koskevat vaatimukset reaktorisydämen, polttoaineen ja sen varastointi- ja käsittelyjärjestelmien suunnittelun kannalta. Ohjeessa D.3 on esitetty muut käytetyn polttoaineen käsittelyä koskevat vaatimukset sekä erityisvaatimuksia mm. käytetyn polttoaineen loppusijoitukseen liittyville kriittisyysturvallisuustarkasteluille.

10 10 Vaatimukset reaktorin ulkopuolella olevalle polttoaineelle 601 Ydinpolttoaineen ja polttoaineen varastointi- ja käsittelyjärjestelmien suunnittelun yhteydessä on varmistettava, että polttoaineen kriittisyysturvallisuudelle asetetut vaatimukset täyttyvät. Vaatimusten täyttymisen osoittamiseksi tehdyt analyysit on esitettävä osana polttoaineen tai sen käsittelyyn tai varastointiin liittyvän järjestelmän soveltuvuusselvitystä. Uutta polttoainetyyppiä lisensoitaessa on osoitettava, että polttoaine täyttää kriittisyysturvallisuusvaatimukset kaikissa sen suunnitellun käsittelyn ja varastoinnin vaiheissa. 602 Ydinpolttoaineen kriittisyys sen ollessa reaktorin ulkopuolella on estettävä rakenteellisin keinoin. Varastointi- ja käsittelyjärjestelmien alikriittisyyden varmistaminen ei saa perustua veteen liuotettuihin aineisiin. Vain varastossa sijaitsevat kiinteät absorbaattorirakenteet saadaan ottaa huomioon kriittisyysturvallisuusanalyyseissa. 603 Varastopaikat ja polttoaineen käsittely- ja siirtojärjestelmät on suunniteltava siten, että varaston ollessa täynnä polttoainetta efektiivinen kasvutekijä k eff ei normaalitilanteissa tai käyttöhäiriöissä ylitä arvoa 0,95 eikä muissa suunnitteluperustetilanteissa arvoa 0,98. Kuivavaraston kriittisyysturvallisuusanalyyseissa on onnettomuustilanteena tarkasteltava myös tilanteita, joissa varastoon pääsee vettä tai muuta mahdollisena pidettävää hidastinainetta. 604 Kriittisyysturvallisuusanalyyseissa on otettava huomioon esim. rakenteista, mitoista ja varastointiolosuhteista johtuvien epävarmuuksien mahdollinen kasvutekijää korottava vaikutus niin, että analyysien tulokset ovat suurella varmuudella konservatiivisia. Onnettomuustilanteiden aikaiset mahdolliset poikkeamat normaaleista varastointiolosuhteista on otettava huomioon analyyseissa. 605 Arvioitaessa polttoaineen säilytys- tai käsittelyrakenteen kriittisyysturvallisuutta palamalle on käytettävä varastokonfiguraation reaktiivisuuden kannalta konservatiivista arvoa. Kriittisyysturvallisuusanalyyseissa on otettava huomioon kaikki fissiilit nuklidit, joilla on merkittävä reaktiivisuusvaikutus. Ei-fissiileistä, neutroneita absorboivista nuklideista voidaan ottaa huomioon ne, joiden vaikutus reaktiivisuuteen on koko suunnitellun säilytysajan suurella varmuudella vähintään analyyseissa käytetyn suuruinen. Epästabiilien nuklidien osalta voidaan huomioida stabiilien tytärnuklidien vaikutus reaktiivisuuteen siten, että yhteisvaikutus muodostuu konservatiiviseksi. Polttoaineen isotooppikoostumusta määritettäessä on otettava huomioon palamalaskentajärjestelmään sisältyvät epävarmuudet. Tuoreen polttoaineen kuivavarastossa ja kuljetuspakkauksissa on riittävää tarkastella yksinomaan tuoretta polttoainetta. 606 Kriittisyysturvallisuusanalyyseissa käytetty polttoaineen isotooppikoostumus on määriteltävä niin, että analyysit kattavat suurella varmuudella kaikki mahdollisena pidettävät polttoaineen säteilytyshistoriat. Yksinomaan lopullisesti käytöstä poistettua polttoainetta sisältävien varastojen analysoinnissa voidaan polttoaineen palama ottaa huomioon kriittisyysturvallisuusanalyyseissa. Kaikissa muissa varastoissa koko tarkasteltava teline tai muu rakenne on oletettava täytetyksi reaktiivisimmalla polttoaineella, jota siihen on teknisesti mahdollista sijoittaa.

11 11 Vaatimukset reaktorissa olevan ydinpolttoaineen kriittisyysturvallisuudelle 607 Ydinreaktorissa olevan polttoaineen tahaton kriittisyys on estettävä ensisijaisesti teknisin keinoin. Jos teknistä estettä polttoaineen kriittiseksi tuloon ei ole, reaktori on varustettava neutronivuon mittauksella, jonka on pystyttävä havaitsemaan lähestyvä kriittisyys niin, että kriittisyysonnettomuus voidaan estää. Polttoainenippujen suunnitelmanmukaisen sijoittelun varmistaminen ei yksinään ole riittävä tekninen este tahattomalle kriittisyydelle. 608 Tehtäessä sydänmuutoksia (polttoaineen tai säätösauvojen siirrot) on reaktorin neutronivuota ja jäähdytteen mahdollista booripitoisuutta valvottava. 7. VIRANOMAISVALVONTA 701 STUK tarkastaa polttoaineen soveltuvuusselvityksen. 702 STUK valvoo ydinvoimalaitosten järjestelmien suunnittelua tarkastamalla järjestelmien ennakkotarkastusaineistot ja valvomalla niiden rakentamista ja käyttöä. Viitteet Ydinenergialaki (990/1987). Ydinenergia-asetus (161/1988).