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Nuclear Materials Management in Relation to Safety and Criticality Control: A Study of Non-Inherently Safe Systems; La Gestion des Matieres Nucleaires dans ses Rapports avec la Securite et le Controle de la Criticite; Etude des Systemes a Securite Non Inherente; Obrashchenie s yadernymi materialami s uchetom bezopasnosti i kontrolya za kritichnost'yu. izuchenie sistem dopolnitel'noj avarijnoj zashchity; La Administracion de Materiales Nucleares y sus Relaciones con la Seguridad y el Control de la Criticidad; Estudio de los Sistemas de Seguridad No Inherente

Conference:

Abstract

The production, utilization and handling of certain fissionable materials are associated with a particular type of danger, the risk of criticality. The engineer must try to avoid this risk, at the least possible expense, without hindering too much the work of production or conversion. Roughly speaking, there are three ways of eliminating this risk: limitation of solution concentrations, limitation of mass, and judicious choice of geometries. The tendency is to employ the third method as much as possible, i.e. to operate with inherently safe systems. Nevertheless, non-inherently safe systems are still common in nuclear installations and recourse sometimes has to be had to the first or second procedure. These methods are bound up with nuclear materials management. In installations where small quantities of fissionable materials are handled it is often possible to ensure nuclear safety if the mass of fissionable material permitted in each room is less than the minimum critical mass. In larger installations this type of control, based entirely on materials management, becomes impossible. The paper considers the relation between management and nuclear safety in the special case of a plant for the aqueous processing of irradiated fuels (the fuels are based on natural uranium). From the point  More>>
Authors:
Fruchard, Y. [1] 
  1. Commissariat a l'Energie Atomique, Marcoule (France)
Publication Date:
Feb 15, 1966
Product Type:
Conference
Report Number:
IAEA-SM-67/15
Resource Relation:
Conference: Symposium on Nuclear Materials Management, Vienna (Austria), 30 Aug - 3 Sep 1965; Other Information: 2 refs.; Related Information: In: Nuclear Materials Management. Proceedings of the Symposium on Nuclear Materials Management| 905 p.
Subject:
11 NUCLEAR FUEL CYCLE AND FUEL MATERIALS; CRITICAL MASS; CRITICALITY; FISSIONABLE MATERIALS; HAZARDS; MATERIAL BALANCE; NATURAL URANIUM; NUCLEAR MATERIALS MANAGEMENT; RADIATION ACCIDENTS; RADIOACTIVE WASTE PROCESSING; SAFETY; SPENT FUELS
OSTI ID:
22127242
Research Organizations:
International Atomic Energy Agency, Vienna (Austria)
Country of Origin:
IAEA
Language:
French
Other Identifying Numbers:
Other: ISSN 0074-1884; TRN: XA13M2337082321
Submitting Site:
INIS
Size:
page(s) 481-489
Announcement Date:
Sep 12, 2013

Conference:

Citation Formats

Fruchard, Y. Nuclear Materials Management in Relation to Safety and Criticality Control: A Study of Non-Inherently Safe Systems; La Gestion des Matieres Nucleaires dans ses Rapports avec la Securite et le Controle de la Criticite; Etude des Systemes a Securite Non Inherente; Obrashchenie s yadernymi materialami s uchetom bezopasnosti i kontrolya za kritichnost'yu. izuchenie sistem dopolnitel'noj avarijnoj zashchity; La Administracion de Materiales Nucleares y sus Relaciones con la Seguridad y el Control de la Criticidad; Estudio de los Sistemas de Seguridad No Inherente. IAEA: N. p., 1966. Web.
Fruchard, Y. Nuclear Materials Management in Relation to Safety and Criticality Control: A Study of Non-Inherently Safe Systems; La Gestion des Matieres Nucleaires dans ses Rapports avec la Securite et le Controle de la Criticite; Etude des Systemes a Securite Non Inherente; Obrashchenie s yadernymi materialami s uchetom bezopasnosti i kontrolya za kritichnost'yu. izuchenie sistem dopolnitel'noj avarijnoj zashchity; La Administracion de Materiales Nucleares y sus Relaciones con la Seguridad y el Control de la Criticidad; Estudio de los Sistemas de Seguridad No Inherente. IAEA.
Fruchard, Y. 1966. "Nuclear Materials Management in Relation to Safety and Criticality Control: A Study of Non-Inherently Safe Systems; La Gestion des Matieres Nucleaires dans ses Rapports avec la Securite et le Controle de la Criticite; Etude des Systemes a Securite Non Inherente; Obrashchenie s yadernymi materialami s uchetom bezopasnosti i kontrolya za kritichnost'yu. izuchenie sistem dopolnitel'noj avarijnoj zashchity; La Administracion de Materiales Nucleares y sus Relaciones con la Seguridad y el Control de la Criticidad; Estudio de los Sistemas de Seguridad No Inherente." IAEA.
@misc{etde_22127242,
title = {Nuclear Materials Management in Relation to Safety and Criticality Control: A Study of Non-Inherently Safe Systems; La Gestion des Matieres Nucleaires dans ses Rapports avec la Securite et le Controle de la Criticite; Etude des Systemes a Securite Non Inherente; Obrashchenie s yadernymi materialami s uchetom bezopasnosti i kontrolya za kritichnost'yu. izuchenie sistem dopolnitel'noj avarijnoj zashchity; La Administracion de Materiales Nucleares y sus Relaciones con la Seguridad y el Control de la Criticidad; Estudio de los Sistemas de Seguridad No Inherente}
author = {Fruchard, Y.}
abstractNote = {The production, utilization and handling of certain fissionable materials are associated with a particular type of danger, the risk of criticality. The engineer must try to avoid this risk, at the least possible expense, without hindering too much the work of production or conversion. Roughly speaking, there are three ways of eliminating this risk: limitation of solution concentrations, limitation of mass, and judicious choice of geometries. The tendency is to employ the third method as much as possible, i.e. to operate with inherently safe systems. Nevertheless, non-inherently safe systems are still common in nuclear installations and recourse sometimes has to be had to the first or second procedure. These methods are bound up with nuclear materials management. In installations where small quantities of fissionable materials are handled it is often possible to ensure nuclear safety if the mass of fissionable material permitted in each room is less than the minimum critical mass. In larger installations this type of control, based entirely on materials management, becomes impossible. The paper considers the relation between management and nuclear safety in the special case of a plant for the aqueous processing of irradiated fuels (the fuels are based on natural uranium). From the point of view of criticality control such a plant comprises, broadly speaking, three sections: In the first section, where fairly dilute solutions are treated, the type of control required is that over concentration. This control (based on analysis and the use of neutron counters) is easy to carry out but it is difficult to ensure that no deposits are formed. Although experience has shown that there is no particular reason for fearing such deposits, the existence of a deficit in the material balance gives rise to apprehension in respect of criticality. In this section, materials management, still imperfectly carried out, is of prime importance for safety. The second section is where concentrated solutions and wet precipitates are treated. This is the realm of safe geometry. Materials management is of less direct interest here but is still an important factor as far as safety is concerned (where special action, cleaning of equipment, etc. is necessary). In the third section, for the treatment of dry products, control by mass is required and materials management presents no particular difficulty. An additional field which, although less, obvious, is nevertheless of paramount importance from the point of view of safety is that of recycling and waste processing. A look at the list of criticality accidents in the United States of America is sufficient to show that five out of six accidents were connected more or less directly with waste processing. If we examine these accidents in greater detail, we can observe that in most cases one of the contributory causes to a criticality accident was faulty management of fissionable materials. The ''over-all'' importance of the relation between safety and nuclear materials management should also be stressed. Although this management may not always form the basis of ''primary'' criticality control, it is still indispensable throughout any process since what is done in this respect in one section of a plant is of significance with regard to the safety of neighbouring sections, especially that concerned with waste processing. (author) [French] La production, la mise en oeuvre et la manutention de certaines matieres fissiles comportent un type de danger particulier qui est le risque de criticite. L'art de l'ingenieur est d'eviter ce risque, au moindre prix, sans trop gener le travail de production ou de transformation. Pour ecarter ce risque, il existe, en premiere approximation, trois methodes preventives; une limitation de la concentration des solutions, une limitation de la masse, un choix judicieux des geometries. La tendance est d'employer au maximum la troisieme methode, autrement: dit de fonctionner avec des systemes a securite inherente. Toutefois, les systemes a securite non inherente restent nombreux dans les installations nucleaires et le recours a l'une ou l'autre des deux premieres methodes devient necessaire. Ces methodes sont liees a la gestion des matieres nucleaires. Dans les installations ou sont manipulees de petites quantites de matieres fissiles, il est souvent possible d'assurer la securite nucleaire en admettant dans chaque salle une masse de matiere fissile inferieure a la masse ciritique minimale. Pour des installations plus importantes, un tel controle, qui repose entierement sur la gestion des matieres, devient impossible. L'auteur examine, dans le cas particulier d'une usine oe traitement de combustibles irradies par voie aqueuse (les combustibles sont a base d'uranium naturel), comment se presente la liaison entre gestion et securite nucleaire. Une telle usine comprend grossierement trois parties au point de vue du controle de la criticite: Dans la premiere partie, traitant des solutions assez diluees, le controle qui s'impose est celui de la concentration. Si ce controle est aise (analyse et compteurs neutrons), il est difficile de s'assurer qu'il ne se forme pas de depots: bien que l'experience ait montre qu'ils n'etaient pas tellement a craindre, le fait bien connu d'un bilan matieres deficitaire reste un souci en matiere de criticite. Dans cette partie, la gestion des matieres, encore imparfaitement realisee, est de premiere importance pour la securite. La deuxieme partie traite des solutions concentrees et des precipites humides. C'est le domaine de la geometrie sure. La gestion des matieres l'interesse moins directement mais reste un facteur de securite important (en cas d'intervention, de nettoyage des appareils, etc.). Un controle par la masse s'impose dans la troisieme partie qui traite des produits secs. La gestion ne presente pas de difficulte particuliere. A ce schema se superpose une partie moins spectaculaire mais qui sur le plan surete est de toute premiere importance: c'est la partie relative aux recyclages et au traitement des dechets. Il suffit de se rapporter a la liste des accidents de criticite survenus aux Etats-Unis pour constater que sur six accidents, cinq ont trait plus ou moins directement au traitement de dechets. Si l'on examine plus en detail ces accidents, on constate que dans la plupart des cas, parmi les causes qui se conjuguent pour creer un accident de criticite, l'une d'elles est un defaut dans la gestion des matieres fissiles. Il est bon enfin de souligner l'importance de la liaison entre securite et gestion des matieres nucleaires; en effet, si cette gestion n'est pas toujours la base du controle de la criticite, elle reste indispensable tout au long d'un procede, car la gestion des matieres dans une partie d'usine interesse la securite des parties voisines et tout specialement de la partie relative au traitement des dechets. (author) [Spanish] La produccion, el empleo y la manipulacion de ciertos materiales fisionables entranan el riesgo decriticidad. El ingeniero tiene que evitar este riesgo del modo mas economico posible y sin entorpecer demasiado las operaciones de produccion o de transformacion. Para ello puede hacer tres cosas: limitar la concentracion de las soluciones, limitar la masa o elegir juiciosamente las geometrias. La tendencia es emplear lo mas posible el tercer metodo, es decir, operar con sistemas de seguridad inherente. De todas formas, los sistemas de seguridad no inherente siguen siendo numerosos en las instalaciones nucleares y obligan a recurrir a uno u otro de los dos primeros metodos. Ambos van unidos a la administracion de los materiales nucleares. En las instalaciones donde los materiales fisionables se manipulan en pequenas cantidades se puede con frecuencia garantizar la seguridad nuclear admitiendo en cada sala una masa de materiales fisionables inferior a la masa critica minima. En instalaciones mas importantes esta forma de control, enteramente basada en la administracion de los materiales, resulta imposible. Examinemos las relaciones que existen entre la administracion y la seguridad nuclear en el caso especial de una planta de tratamiento por via acuosa de combustibles irradiados (combustibles a base de uranio natural). Desde el punto de vista del control de la criticidad, una planta de esta clase puede dividirse en tres partes: En la primera, donde se tratan soluciones bastante diluidas, lo que hay que controlar es la concentracion. Este control es facil (analisis y contadores neutronicos) pero resulta en cambio dificil asegurarse de que no se forman depositos: aunque la experiencia haya demostrado que no son muy peligrosos, el hecho bien conocido de un balance de materiales deficitario sigue siendo una preocupacion en lo que respecta a la criticidad. En esta primera parte, la administracion de los materiales, aun imperfecta, tiene una importancia primordial para la seguridad. En la segunda parte se tratan soluciones concentradas y precipitados humedos. Es la parte donde debe aplicarse una geometria segura. La administracion de los materiales tiene menos interes directo pero sigue siendo un factor importante de seguridad (en caso de intervencion, de limpieza de los aparatos, etc.). En la tercera parte, donde se tratan productos secos, es preciso controlar la masa. La administracion no presenta dificultades especiales. A este esquema se superpone una parte menos espectacular pero que desde el punto de vista de la seguridad tiene muchisima importancia: es la parte donde se efectuan los reciclados y el tratamiento de los desechos. Basta examinar la lista de los accidentes de criticidad en los Estados Unidos para comprobar que de cada seis, cinco estan mas o menos directamente relacionados con el tratamiento de desechos. Si examinamos estos accidentes con mas atencion comprobaremos que en la mayoria de los casos una de sus causas ha sido un defecto en la administracion de los materiales fisionables. Por ultimo, conviene subrayar la importancia 'global' de las relaciones que existen entre la seguridad y la administracion de los materiales nucleares; en efecto, si esta administracion no constituye siempre la base del control 'primario' de la criticidad, sigue siendo indispensable a lo largo de todo un proceso, ya que la administracion de los materiales en una parte de la planta repercute en la seguridad de las partes vecinas, en particular de la destinada al tratamiento de los desechos. (author) [Russian] Proizvodstvo, ispol'zovanie i obrabotka nekotoryh deljashhihsja materialov predstavljajut bol'shuju opasnost', osobenno opasnost', svjazannuju s kritichnost'ju. Umenie inzhenera zakljuchaetsja v tom, chtoby izbezhat' jetu opasnost' s naimen'shej cenoj i ne meshaja slishkom rabote, svjazannoj s proizvodstvom ili pererabotkoj jadernyh materialov. Dlja ustranenija jetoj opasnosti sushhestvujut,na pervyj vzgljad, tri profilakticheskih metoda: ogranichenie koncentracii rastvorov, ogranichenie massy, tshhatel'nyj vybor geometrij. Tendencija sostoit v maksimal'nom ispol'zovanii tret'ego metoda, inache govorja, v rabote s sistemami dopolnitel'noj avarijnoj zashhity. Odnako na jadernyh ustanovkah imeetsja mnogo sistem dopolnitel'noj avarijnoj zashhity, i primenenie togo ili drugogo iz dvuh metodov stanovitsja neobhodimym. Jeti metody imejut otnoshenie k obrashheniju s jadernymi materialami. Na ustanovkah, gde rabotajut s nebol'shimi kolichestvami deljashhihsja materialov, zachastuju mozhno obespechit' jadernuju bezopasnost', dopuskaja dlja kazhdogo pomeshhenija takuju massu deljashhegosja materiala, kotoraja nizhe minimal'noj kriticheskoj massy. V otnoshenii bolee krupnyh ustanovok podobnyj kontrol', kotoryj polnost'ju osnovan na obrashhenii s materialami, stanovitsja nevozmozhnym. Izuchim, kak vygljadit svjaz' mezhdu obrashheniem i jadernoj bezopasnost'ju na zavode po obrabotke obluchennogo topliva vodnym metodom (toplivo na osnove prirodnogo urana). Takoj zavod sostoit, v osnovnom, iz treh chastej s tochki zrenija kontrolja za kritichnost'ju. V pervoj chasti, gde obrabatyvajutsja dovol'no razbavlennye rastvory, neobhodim kontrol' za koncentraciej. Esli jetot kontrol' i udoben (analiz i nejtronnye schetchiki), to voznikaet trudnost' v ujasnenii togo, chto pri jetom ne obrazujutsja otlozhenija: hotja opyt i pokazal, chto ne sleduet bojat'sja jetih otlozhenij, no horosho izvestnym iz deficitnogo material'nogo balansa momentom javljaetsja zabota o kritichnosti. V jetoj chasti obrashhenie s materialami, eshhe ne polnost'ju dostignutoe, imeet pervostepennoe znachenie dlja bezopasnosti. Vo vtoroj chasti obrabatyvajutsja koncentrirovannye rastvory i syrye osadki. Geometrija materialov imeet zdes' osnovnoe znachenie. Obrashhenie s materialami imeet men'shee znachenie, no ostaetsja sushhestvennym faktorom bezopasnosti (v sluchae prinjatija special'nyh mer, chistki apparatury i t.p.). Kontrol' po masse osushhestvljaetsja v tret'ej chasti, gde obrabatyvajutsja suhie produkty. Obrashhenie ne predstavljaet soboj kakuju-libo osobuju trudnost'. Po jetoj sheme na pervoe mesto vydvigaetsja menee jeffektnyj moment, kotoryj, odnako, v plane bezopasnosti priobretaet pervostepennoe znachenie; jetot moment otnositsja k povtornym ciklam i k obrabotke othodov. Dostatochno soslat'sja na perechen' avarij, svjazannyh s kritichnost'ju, imevshih mesto v Soedinennyh Shtatah, chtoby ukazat' na to, chto iz shesti avarij pjat' imejut bolee ili menee prjamoe otnoshenie k obrabotke othodov. Esli my bolee podrobno izuchim jeti avarii, to otmetim, chto v bol'shinstve sluchaev odnoj iz prichin, kotorye privodjat k avarijam, svjazannym s kritichnost'ju, javljajutsja nedostatki v obrashhenii s deljashhimisja materialami. Sleduet takzhe podcherknut' ''global'noe'' znachenie svjazi mezhdu bezopasnost'ju i obrashheniem s jadernymi materialami; dejstvitel'no, esli jeto obrashhenie ne vsegda javljaetsja osnovoj ''pervichnogo'' kontrolja za kritichnost'ju, to ono neobhodimo na protjazhenii vsego processa, poskol'ku obrashhenie s materialami na odnoj chasti zavoda imeet otnoshenie k bezopasnosti sosednih chastej i, prezhde vsego, toj chasti, gde obrabatyvajutsja othody. (author)}
place = {IAEA}
year = {1966}
month = {Feb}
}