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Page Web archivée - Guide d'approbation des colis de transport du type B(U) et des colis transportant des matières fissiles Canada - États-Unis

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6.0 ÉVALUATION DE LA CRITICITÉ

Cette section de la demande devrait identifier, décrire, examiner et analyser la conception principale de sûreté-criticité du colis, ces composants et les systèmes importants sur le plan de la sûreté, et décrire comment le colis se conforme aux exigences du 10 CFR 71.15, Exemption from Classification as Fissile Material, 10 CFR 71.55 et 10 CFR 71.59 et du paragraphe 528 du TS-R-1 qui est référencé à la section 1(1) du RETSN, du paragraphe 671 du TS-R-1 tel qu’incorporé au paragraphe 7(1)a) du RETSN par référence au paragraphe 813 du TS-R-1, du paragraphe 672 du TS-R-1 qui est référencé à la section 1(1) de RETSN, et des paragraphes 673 à 682 du TS-R-1 tels qu’incorporés à la section 1(1) du RETSN par référence au paragraphe 672 du TS-R-1.

Exceptions des prescriptions concernant les colis contenant des matières fissiles

Les exigences concernant les exceptions visant les colis contenant des matières fissiles dans le 10 CFR 71.15 et le paragraphe 672 du TS-R-1 sont différentes. Le demandeur devrait se conformer aux exigences les plus restrictives des deux règlements, en ce qui a trait aux exceptions concernant les matières fissiles. Dans le cas des colis qui contiennent des matières fissiles et qui respectent les exigences du 10 CFR 71.15 et du paragraphe 672 du TS-R-1, le colis est exempté des exigences du 10 CFR 71.55 et 71.59 et des paragraphes 528, 671 et 673 à 682 du TS-R-1. Les matières fissiles devraient respecter les dispositions précisées dans le 10 CFR 71.15 et au paragraphe 672 du TS-R-1, comme suit :

  1. l’une des exigences du 10 CFR 71.15 (a) à (f) ; et
  2. l’une des dispositions des paragraphes 672 (a) à (d) du TS-R-1.

Cette section devrait tenir compte des effets sur la structure du colis et sur son contenu et des effets thermiques sur ces derniers dans des conditions normales et des conditions d’accident hypothétique en ce qui a trait aux changements dans les matériaux et dans la géométrie et aux effets subséquents sur la sûreté-criticité. Toute exigence relative à l’emploi, à la fabrication et à l’entretien en ce qui a trait à l’importance de la sûreté-criticité du colis devrait être incluse dans le chapitre 7, Mode d’emploi, et dans le chapitre 8, Épreuves d’acceptation et programme d’entretien, de la demande.

6.1 Description de la conception de criticité

Cette section devrait comprendre une description de la conception de criticité, qui devrait inclure les dispositions du 10 CFR 71.31, Contents of Application, et 10 CFR 71.33 et des paragraphes 807 et 813 du TS-R-1 qui sont référencés au paragraphe 7(1)(a) du RETSN.

6.1.1 Caractéristiques de conception

Cette section devrait décrire les caractéristiques de conception du colis qui sont importantes sur le plan du contrôle de la criticité. Les caractéristiques de conception importantes du colis sur le plan de la criticité comprennent notamment :

  1. les dimensions et les tolérances de l’enveloppe de confinement, en ce qui a trait à la matière fissile;
  2. les composants de la structure qui maintiennent la matière fissile et les poisons neutroniques dans une position fixe à l’intérieur du colis et dans une position fixe les uns par rapport aux autres;
  3. l’emplacement, les dimensions et la concentration des absorbeurs et des modérateurs de neutrons, y compris les poisons neutroniques et les matériaux de blindage;
  4. les dimensions et les tolérances des vides inondables et des pièges à flux à l’intérieur du colis;
  5. les dimensions et les tolérances de l’ensemble du colis qui ont une incidence sur la séparation physique entre les matières fissiles et l’agencement de colis;
  6. les renseignements sur l’assemblage de barres de combustible, les enveloppes, ou les autres composants de l’assemblage de combustible accompagnant le combustible nucléaire neuf ou irradié, selon le cas dans l’évaluation de la criticité.

Tous les renseignements présentés dans le texte, les dessins, les figures et les tableaux devraient être conformes les uns aux autres et conformes à ceux employés dans l’évaluation de la criticité. Les dessins sont la source faisant autorité pour ce qui est des dimensions, des tolérances et de la composition matérielle des composants importants sur le plan de la sûreté-criticité.

6.1.2 Tableau sommaire de l’évaluation de la criticité

Cette section devrait comprendre un tableau sommaire des résultats de l’analyse de la criticité pour le colis, dans les cas suivants, tel qu’indiqué aux sections 6.4 à 6.6 :

  1. colis considéré isolément, aux termes du 10 CFR 71.55(b), (d) et (e) ou des paragraphes 677, 678 et 679 du TS-R-1 tels qu’incorporés à la section 1(1) du RETSN par référence au paragraphe 672 du TS-R-1;
  2. agencement de colis non endommagés, aux termes du 10 CFR 71.59(a)(1), ou du paragraphe 681 du TS-R-1 tel qu’incorporé à la section 1(1) du RETSN par référence au paragraphe 672 du TS-R-1;
  3. agencement de colis endommagés, aux termes du 10 CFR 71.59(a)(2) ou du paragraphe 682 du TS-R-1 tel qu’incorporé à la section 1(1) du RETSN par référence au paragraphe 672 du TS-R-1.

La valeur maximale du facteur de multiplication effectif des neutrons (keff), toute incertitude stochastique, le biais et les incertitudes s’y rapportant, ainsi que le nombre de colis évalués dans l’agencement devraient être précisés dans le tableau. Le tableau devrait également montrer que la somme de keff, des deux écarts-types et du biais, compte tenu de leur ajustement des incertitudes, ne doit pas dépasser 0,95 dans chacun des cas. Par conséquent, un colis est considéré comme étant sous-critique, aux termes des conditions réglementaires, s’il respecte l’équation suivante :

keff + 2σ + Δku ≤ 1 - Δkm Eq. 6-1

Où :

keff

=

valeur calculée obtenue pour le colis ou l’agencement de colis

σ

=

écart-type de la valeur de keff obtenue dans l’analyse Monte Carlo (la valeur de ce paramètre est réglée à zéro si une méthode déterministe est employée)

Δku

=

tolérance pour le biais du calcul et l’incertitude, tel que discuté à la section 6.8

Δkm

=

marge de sous-criticité requise (valeur minimale de 0,05, selon la sensibilité de keff aux incertitudes des paramètres du système)

Par conséquent, l’équation 6-1 peut être réécrite comme suit :

keff + 2σ + Δku ≤ 0.95 Eq. 6-2

6.1.3 Indice de sûreté-criticité

Cette section devrait décrire l’indice de sûreté-criticité (ISC) dont il est question au 10 CFR 71.59(b) ou au paragraphe 528 du TS-R-1 qui est référencé à la section 16(4) du RETSN, d’après le nombre de colis évalués dans l’agencement, et l’on devrait montrer comment il a été calculé.

L’ISC devrait être conforme à celui indiqué dans la section sur les renseignements généraux de la demande (chapitre 1). La valeur de N, que représente la quantité de colis permise dans une expédition, devrait être précisée.

6.2 Contenu constitué de matière fissile

Cette section devrait décrire de manière détaillée les matières fissiles autorisées dans le colis, selon le 10 CFR 71.33 ou les paragraphes 807 et 813 du TS-R-1 qui sont référencés au paragraphe 7(1)(a) du RETSN, et l’on devrait décrire en détail la matière fissile contenue dans le colis.

Les spécifications relatives au contenu employé dans l’évaluation de la criticité devraient être conformes à celles précisées dans le chapitre 1, Renseignements généraux, et à l’ensemble de la demande (blindage, caractéristique thermique, confinement, etc.). Les spécifications relatives à l’évaluation de la criticité devraient comprendre la masse de matière fissile, les dimensions, l’enrichissement, la composition physique et chimique, la masse volumique, la teneur en humidité et les autres caractéristiques de la matière selon le contenu spécifique. Toute différence dans les spécifications présentées dans le chapitre 1 ou dans d’autres sections devrait être clairement identifiée et justifiée. Étant donné qu’un conteneur partiellement rempli peut laisser place à des modérateurs (p. ex. de l’eau), le cas le plus réactif peut être celui où la masse de matière fissile est inférieure au contenu maximal admissible. Par conséquent, il pourrait être nécessaire de préciser une masse minimale.

Si le colis est conçu pour contenir des contenus multiples, la demande devrait comprendre une évaluation distincte de la criticité et proposer différents contrôles de la criticité pour chacun des types de contenu. Toute hypothèse à l’effet que certains contenus n’ont pas à être évalués en raison du fait qu’ils sont moins réactifs que le contenu évalué devrait également être justifiée adéquatement.

Dans le cas du combustible nucléaire irradié, les spécifications pertinentes pour l’évaluation de la criticité devraient comprendre :

  1. le type d’assemblage de combustible, les plaques ou les barres (p. ex. REP/REB) et le fournisseur/modèle, suivant le cas;
  2. les dimensions du combustible (y compris celles des pastilles annulaires) et de la gaine, l’espace entre le combustible et la gaine, le pas entre les éléments combustibles et la longueur de la barre;
  3. le nombre de barres ou de plaques par assemblage et l’emplacement des tubes guides ainsi que des poisons consommables;
  4. les matériaux et les masses volumiques;
  5. la longueur du combustible radioactive
  6. l’enrichissement (les variations par barre, s’il y a lieu) avant l’irradiation;
  7. la forme chimique et physique;
  8. la masse de métal lourd initial par assemblage ou par barre;
  9. le nombre d’assemblages de combustible ou de barres par colis;
  10. d’autres composants inclus dans l’analyse de la criticité, ou qui ont un effet non négligeable sur keff.

L’état des assemblages de combustible nucléaire irradié, y compris les barres de combustible manquantes ou de remplacement, devrait être décrit. De façon générale, la description du contenu devrait être suffisante pour permettre une évaluation détaillée de la criticité pour chaque type ou pour appuyer la conclusion que certains types sont limités par les évaluations réalisées. Si le contenu comprend du combustible endommagé, l’ampleur des dommages devrait être précisée. Tout récipient ou conteneur utilisé comme faisant partie du contenu du colis devrait être décrit.

6.3 Observations d’ordre général

Cette section devrait comprendre des observations générales utilisées pour évaluer la criticité du colis. Celles-ci peuvent s’appliquer aux évaluations de la criticité d’un colis considéré isolément ou d’un agencement de colis à la fois pour les conditions normales de transport et les conditions d’accident hypothétique.

6.3.1 Configuration du modèle

Cette section devrait décrire le modèle de calcul et comporter des illustrations de ce modèle. Les illustrations devraient préciser les matériaux utilisées dans toutes les régions du modèle. Toute différence entre le modèle et la configuration réelle du colis devrait être identifiée et une justification à l’effet que le modèle est conservateur devrait être fournie. En outre, les différences entre le modèle des conditions normales de transport et celui des conditions d’accident devraient être clairement identifiées et justifiées.

À l’intérieur de la plage de tolérance spécifiée, les dimensions devraient être choisies de manière à correspondre à la réactivité la plus élevée. Par exemple, les dimensions de la cavité et l’épaisseur de poison devraient être examinées, de manière à maximiser la réactivité.

Les écarts par rapport à la configuration de la conception nominale devraient être examinés. Par exemple, le contenu d’un colis qui se présente sous forme de poudre peut être positionné à divers endroits et suivant des masses volumiques variables; l’assemblage de combustible peut ne pas toujours être au centre des paniers; et les paniers peuvent ne pas toujours être exactement au centre du colis de combustible irradié. L’emplacement relatif et les propriétés physiques du contenu à l’intérieur du colis devraient être justifiés, de même que ceux qui donnent lieu au facteur de multiplication maximal.

Dans le cas des colis comportant des assemblages de combustible, le scénario d’immersion complète devrait tenir compte de l’inondation préférentielle ainsi que de l’inondation des espaces entre le combustible et la gaine. En outre, la masse volumique variable de l’eau devrait être examinée afin de tenir compte des pics possibles de réactivité du système.

Étant donné que les programmes informatiques modernes sont plus performants, la modélisation homogénéisée ne devrait pas être utilisée. Si l’on utilise l’homogénéisation dans le modèle, on devrait démontrer qu’elle est appliquée correctement ou de manière prudente.

6.3.2 Propriétés des matériaux

Cette section devrait fournir la masse volumique et la densité atomique des matériaux utilisés dans les modèles représentant le colis et son contenu. Les propriétés des matériaux devraient être conformes à celles observées pour le colis lors des épreuves précisées dans le 10 CFR 71.71 et 71.73 ou aux paragraphes 719 à 724 et 726 à 729 du TS-R-1 tels qu’incorporés à la section 1(4) du RETSN par référence au paragraphe 716 du TS-R-1. Les matériaux sur lesquels repose le contrôle de la criticité doivent demeurer en place et être efficaces.

On ne devrait pas considérer plus de 75 % de la concentration de poison neutronique minimale spécifiée dans l’évaluation de la criticité, à moins qu’un pourcentage plus élevé soit justifié.

Les différences entre l’état des matériaux dans des conditions normales de transport et dans des conditions d’accident hypothétique devraient être clairement identifiées. Les matériaux pertinents pour la conception de la criticité, comme les poisons, les mousses, les plastiques et autres hydrocarbures devraient être examinés.

Les absorbeurs et modérateurs de neutrons (p. ex. les poisons et le blindage contre les neutrons) devraient être contrôlés adéquatement durant la fabrication afin que leurs propriétés soient optimales. Les renseignements à ce sujet devraient être examinés de manière plus détaillée dans le chapitre 8, Épreuves d’acceptation et programme d’entretien, de la demande.

Les matériaux ne devraient pas se détériorer pendant la durée de vie en service du colis au point où ils auraient des effets néfastes sur la performance du colis. Des contrôles spécifiques devraient être en place pour assurer l’efficacité du colis pendant sa durée de vie. Ces renseignements devraient également être examinés de manière plus détaillée dans le chapitre 8 de la demande.

6.3.3 Programmes informatiques et bibliothèques de sections efficaces

Cette section devrait décrire les méthodes fondamentales employées pour calculer la constante de multiplication effective des neutrons pour le colis, afin de démontrer la conformité avec les normes d’emballage des matières fissiles. Cela devrait comprendre notamment :

  1. une description du programme informatique et des sections efficaces d’absorption des neutrons utilisées;
  2. les fondements du choix du programme et des sections efficaces;
  3. les données d’entrée clés pour les calculs de la criticité, comme les neutrons par génération, le nombre de générations, les critères de convergence, le choix du maillage du réseau, etc.

Au moins un dossier d’entrée et un dossier de sortie représentatifs (ou des sections clés de ces fichiers) pour un colis considéré isolément, un agencement non endommagé et un agencement endommagé devraient être inclus dans la demande. Le calcul devrait converger adéquatement et les facteurs de multiplication calculés à partir des fichiers de sortie devraient être conformes à ceux de l’évaluation.

6.3.4 Démonstration de la réactivité maximale

Cette section devrait comprendre une démonstration à l’effet que la configuration la plus réactive de chaque cas énuméré aux sections 6.4 à 6.6 (colis considéré isolément, agencements de colis non endommagés et agencements de colis endommagés) a été évaluée. Toutes les hypothèses et approximations devraient être clairement identifiées et justifiées.

Dans le cas des colis qui comportent plusieurs types d’assemblage de combustible nucléaire irradié en ce qui a trait au contenu, tous les types d’assemblage devraient être analysés, ou le type d’assemblage de combustible limitatif devrait être justifié et analysé.

Cette section devrait identifier la combinaison optimale de substances modératrices internes (à l’intérieur du colis) et de substances modératrices intercalées (entre les colis), suivant le cas. Les cas suivants devraient être examinés :

  1. la modération par l’eau et par tout matériau hydrogéné comme le polyéthylène;
  2. le noyage préférentiel des différentes régions à l’intérieur du colis;
  3. les charges partielles (p. ex. masses fissiles inférieures à la masse maximale admissible).

6.3.5 Crédit associé à la combustion pour les colis contenant du combustible irradié

Lors de la conception du système de contrôle de la criticité pour les colis contenant du combustible irradié, si le demandeur s’appuie sur la réactivité réduite des assemblages de combustible à cause de l’appauvrissement des matières fissiles et de la production d’isotopes absorbeurs de neutrons, il devrait déterminer le biais et les incertitudes dans la prévision de l’inventaire isotopique et de la réactivité des assemblages de combustible irradié dans les colis, tel qu’expliqué à la section 6.8. L’importance de l’irradiation nécessaire, en ce qui a trait à la réactivité, pour charger le combustible dans les colis devrait être présentée en fonction de l’enrichissement initial et de toute restriction relative aux conditions durant l’irradiation. En outre, une mesure de vérification du taux de combustion final indépendante devrait être réalisée avant le chargement des assemblages de combustible irradié dans les colis en vue de l’expédition.

La section 10 CFR 71.83 de la réglementation américaine, Assumptions as to Unknown Properties, et le paragraphe 673 du TS-R-1 tel qu’incorporé à la section 1(1) du RETSN par référence au paragraphe 672 du TS-R-1 exigent tous deux que, lorsque les paramètres de la matière fissile ne sont pas connus, l’on assigne à chaque paramètre non connu la valeur qui correspond à la multiplication maximale des neutrons.

En outre, le paragraphe 674 du TS-R-1 tel qu’incorporé à la section 1(1) du RETSN par référence au paragraphe 672 du TS-R-1 exige que

  1. les évaluations doivent reposer sur une composition isotopique dont il est prouvé qu’elle correspond à la multiplication maximale des neutrons tout au long de l’irradiation; et
  2. avant une expédition, une mesure doit être effectuée pour confirmer que l’hypothèse concernant la composition isotopique est prudente.

Le demandeur devrait inclure des descriptions des expériences de référence effectuées pour établir le biais et les incertitudes associés à l’appauvrissement et au modèle de la criticité employé pour le combustible irradié dans les colis, les valeurs limites des paramètres tout au long de l’irradiation, et il devrait décrire la méthode de mesure de vérification du taux de combustion.

6.4 Évaluation des colis considérés isolément

6.4.1 Configuration

Cette section devrait démontrer que, selon le 10 CFR 71.55(b) ou le paragraphe 677 du TS-R-1 tel qu’incorporé à la section 1(1) du RETSN par référence au paragraphe 672 du TS-R-1, il faut supposer que la configuration nominale d’un colis considéré isolément est sous-critique dans des conditions normales ou des conditions d’accident, soit la situation où la matière est la plus réactive des deux, en posant les hypothèses suivantes :

  1. la matière fissile se trouve dans la configuration crédible la plus réactive, conformément à l’état du colis et à la forme chimique et physique du contenu;
  2. la modération par l’eau associée à la configuration crédible la plus réactive, y compris l’infiltration d’eau dans l’enveloppe de confinement, tel que précisé dans le 10 CFR 71.55(b) ou au paragraphe 677 du TS-R-1;
  3. il y a réflexion totale par l’eau sur tous les côtés de l’enveloppe de confinement, tel que précisé dans le 10 CFR 71.55(b)(3) ou au paragraphe 678 du TS-R-1 tel qu’incorporé à la section 1(1) du RETSN par référence au paragraphe 672 du TS-R-1, ou il y a réflexion par les matériaux constituant le colis, soit celle des deux qui présente la réactivité maximale.

Le 10 CFR 71.55(c) prévoit une exception au 10 CFR 71.55(b), lorsque le colis comporte des « caractéristiques spéciales » permettant de s’assurer qu’aucune erreur dans la configuration des colis considérés isolément ne permet les infiltrations d’eau.

Le paragraphe 677 du TS-R-1 autorise des approbations de routine des conceptions de colis sans supposer qu’il y ait infiltration d’eau, en autant que la conception comprenne des caractéristiques spéciales permettant d’éviter l’infiltration d’eau. Le paragraphe 677(a) définit les « caractéristiques spéciales » comme étant « des barrières étanches multiples de haute qualité ».

En raison de cette différence entre les deux réglementations, le présent guide n’examine pas les conceptions mentionnées au 71.55(c) ou au paragraphe 677(a) du TS-R-1. Par conséquent, dans le cas des colis considérés isolément, l’infiltration de l’eau doit être présumée être en tout temps présente à l’intérieur de l’enveloppe de confinement ou autour de celle-ci et de la matière fissile, soit la configuration la plus réactive des deux.

Selon le paragraphe 678 du TS-R-1, pour le « système d’isolement », il faut supposer une réflexion totale par au moins 20 cm d’eau ou toute autre réflexion plus grande qui pourrait être apportée complémentairement par les matériaux de l’emballage voisins. Le « système d’isolement » comprend les composants du colis qui maintiennent la configuration géométrique des matières fissiles, en ce qui a trait à la sûreté-criticité, à l’intérieur du colis. En outre, 20 cm d’eau est considéré comme étant l’équivalent de la « réflexion totale » mentionné au 10 CFR 71.55(b)(3). Cependant, si une couche d’eau d’une épaisseur supérieure à 20 cm rend le système plus réactif, l’épaisseur d’eau plus importante sera utilisée comme faisant partie de la conception nominale.

En outre, cette section de la demande devrait également démontrer que, selon le 10 CFR 71.55(d) ou l’alinéa 679(b) du TS-R-1 tel qu’incorporé à la section 1(1) du RETSN par référence au paragraphe 672 du TS-R-1, le colis doit être sous-critique lorsqu’il est assujetti à des conditions normales de transport.

De plus, cette section devrait également démontrer que, selon le 10 CFR 71.55(e) ou l’alinéa 679(c) du TS-R-1 tel qu’incorporé à la section 1(1) du RETSN par référence au paragraphe 672 du TS-R-1, le contenu du colis doit être sous-critique lorsqu’il est assujetti aux conditions d’accident de transport.

6.4.2 Résultats

Cette section devrait présenter les résultats de l’évaluation des colis considérés isolément et devrait également examiner les spécifications additionnelles des paragraphes 10 CFR 71.55(d)(2) à (d)(4) ou du paragraphe 679 du TS-R-1 tel qu’incorporé à la section 1(1) du RETSN par référence au paragraphe 672 du TS-R-1, dans des conditions normales de transport.

Les résultats pour le cas le plus réactif de l’analyse des colis considérés isolément devraient être conformes aux renseignements présentés dans le tableau sommaire de la section 6.1.2. Lorsque le colis peut être considéré comme étant sous-critique par référence à une norme, la norme devrait être appliquée aux conditions du colis.

6.5 Évaluation des colis en nombre dans des conditions normales de transport

6.5.1 Configuration

Cette section devrait évaluer, selon le 10 CFR 71.59(a)(1) ou le paragraphe 681 du TS-R-1 tel qu’incorporé à la section 1(1) du RETSN par référence au paragraphe 672 du TS-R-1, un agencement de 5N colis dans des conditions normales de transport. L’évaluation devrait examiner les conditions suivantes :

  1. la configuration de l’agencement la plus réactive (espace entre les colis et orientation des colis) sans qu’il n’y ait rien entre les colis;
  2. l’état des colis et de leur contenu considéré comme étant la configuration crédible la plus réactive dans des conditions normales de transport (si l’épreuve d’aspersion d’eau a démontré que l’eau ne s’infiltrera pas dans le colis, il n’est pas nécessaire de supposer qu’il y a infiltration d’eau dans ce cas);
  3. la réflexion totale de l’eau par tous les côtés d’un agencement fini.

6.5.2 Résultats

Cette section devrait présenter les résultats des analyses relatives aux agencements de colis, et préciser les conditions les plus réactives. Les résultats de l’analyse devraient être conformes à l’information présentée dans le tableau sommaire de la section 6.1.2.

La valeur de N appropriée devrait être utilisée pour déterminer l’indice de sûreté-criticité (ISC). La valeur de N appropriée devrait être la valeur la plus petite assurant la sous-criticité de 5N colis dans des conditions normales de transport, ou de 2N colis dans des conditions d’accident hypothétique, comme nous le verrons dans la section suivante.

6.6 Agencements de colis dans des conditions d’accident hypothétique

6.6.1 Configuration

Cette section devrait évaluer, en vertu du 10 CFR 71.59(a)(2) ou du paragraphe 682 du TS-R-1 tel qu’incorporé à la section 1(1) du RETSN par référence au paragraphe 672 du TS-R-1, un agencement de 2N colis dans des conditions d’accident hypothétique. L’évaluation devrait tenir compte des facteurs suivants :

  1. la configuration la plus réactive de l’agencement (p. ex. le « pas » ou l’espace entre les colis, l’orientation des colis et la modération interne des neutrons);
  2. la modération par un matériau hydrogénétique;
  3. la configuration crédible la plus réactive du colis et de son contenu, dans des conditions d’accident hypothétique, y compris les infiltrations d’eau;
  4. la réflexion totale de l’eau sur tous les côtés d’un agencement fini.

6.6.2 Résultats

Cette section devrait présenter les résultats des analyses relatives aux agencements de colis, et identifier les conditions les plus réactives. Les résultats de l’analyse devraient être conformes aux renseignements présentés dans le tableau sommaire de la section 6.1.2.

La valeur de N appropriée devrait être utilisée pour déterminer l’indice de sûreté-criticité (ISC). La valeur de N appropriée devrait être la valeur la plus petite permettant d’assurer la sous-criticité de 5N colis dans des conditions normales de transport, ou de 2N colis dans des conditions d’accident hypothétique.

6.7 Colis contenant des matières fissiles transportés par voie aérienne

6.7.1 Configuration

Cette section devrait évaluer un colis considéré isolément dans des conditions d’accident élargies précisées au 10 CFR 71.55(f) ou au paragraphe 680 du TS-R-1 tel qu’incorporé à la section 1(1) du RETSN par référence au paragraphe 672 du TS-R-1. L’évaluation devrait tenir compte des facteurs suivants :

  1. la configuration la plus réactive du contenu et du colis dans des conditions d’accident élargies;
  2. la réflexion totale de l’eau;
  3. aucune infiltration d’eau.

6.7.2 Résultats

Cette section devrait présenter les résultats des analyses pour des colis considérés isolément et identifier les conditions les plus réactives pour le contenu et le colis. Les résultats de l’analyse devraient être conformes aux renseignements présentés dans le tableau sommaire de la section 6.1.2.

6.8 Évaluations de référence

Cette section devrait comprendre une description des méthodes employées pour référencer les calculs de criticité. Les programmes informatiques utilisés pour les calculs de la criticité devraient être référencés par rapport à des expériences critiques. On devrait utiliser le même programme informatique, le même matériel, la même méthode de modélisation et la même bibliothèque des sections efficaces pour les expériences de référence que ceux utilisés pour calculer le facteur de multiplication effectif des colis. Cette section devrait présenter les résultats des calculs pour des expériences de référence critiques choisies afin de justifier la validité de la méthode de calcul et des valeurs de la section efficace d’absorption de neutrons utilisées dans l’analyse.

Le International Handbook of Evaluated Criticality Safety Benchmark Experiments [13] permet de bien choisir les expériences critiques applicables dans l’établissement de références dans les programmes informatiques et les sections efficaces utilisées pour concevoir les colis.

6.8.1 Applicabilité des expériences de référence

Cette section devrait décrire les expériences de référence critiques choisies qui ont été analysées à l’aide de la méthode et des sections efficaces mentionnées à la section 6.3. On devrait montrer l’applicabilité des références en rapport avec le colis et son contenu, en notant toutes les similitudes et en résolvant toutes les différences. Les expériences de référence devraient comporter, dans la mesure du possible, les mêmes matériaux, le même spectre de neutron et la même configuration que pour les évaluations du colis. Les paramètres clés du colis qui devraient être comparés à ceux des expériences de référence comprennent le type de matière fissile, l’enrichissement, le rapport H/X (qui dépend largement de l’espace entre les barres et du diamètre des assemblages de combustible), l’empoisonnement, les matériaux réfléchissants et la configuration. On devrait fournir les références qui comprennent la documentation complète sur ces expériences. Des programmes informatiques, comme TSUNAMI (de l’anglais Tools for Sensitivity and Uncertainty Methodology Implementation) qui est un outil de sensibilité et de mise en œuvre des incertitudes mis au point par le Laboratoire national d’Oak Ridge pour le colis SCALE 5.1 [12], peuvent être utilisés pour évaluer les similitudes entre les colis, et les systèmes critiques à des fins de référence.

La qualité globale des expériences de référence et toute incertitude dans les données expérimentales devraient être examinées. Les incertitudes devraient être traitées de manière prudente. Les résultats des calculs de référence, ainsi que les paramètres d’entrée nucléaires et géométriques réels employés pour ces calculs devraient être fournis.

6.8.2 Détermination du biais

Cette section devrait présenter les résultats des calculs de référence ainsi que la méthode employée pour tenir compte du biais et des incertitudes dans les calculs (p. ex. Δku dans l’équation 6-2), ainsi que la contribution des incertitudes aux données expérimentales. Cette section devrait comporter un nombre suffisant d’expériences de référence appropriées et devrait également montrer que les résultats des calculs de référence étaient appropriés pour déterminer le biais dans les calculs relatifs au colis. Dans la recherche des biais, certains paramètres comme le diamètre pas/barre, l’espace séparant l’assemblage et les absorbeurs de neutrons devraient être examinés. Les incertitudes relatives aux statistiques et à la convergence devraient également être examinées. Seuls les biais négatifs (résultats qui entraînent une sous-prévision de keff) devraient être examinés, les biais positifs étant considérés comme étant des biais nuls.

Lors de la quantification de Δku pour les programmes informatiques et les sections efficaces employés dans la conception des colis de combustible irradié (crédit pour la combustion), les biais et les incertitudes associés à la fois à l’appauvrissement et à la criticité dans les programmes informatiques devraient être inclus. En outre, le biais dû aux écarts axiaux et horizontaux de la combustion à l’intérieur d’un assemblage de combustible irradié devrait être examiné. En outre, les effets des antécédents en matière d’exploitation du réacteur sur la réactivité des assemblages de combustible irradié déchargés du cœur devraient être examinés.

6.9 Annexe

L’annexe devrait comprendre une liste des références, les pages applicables des documents mentionnés en référence, la justification des hypothèses ou des procédures d’analyse, les résultats des essais, les photographies, les descriptions des programmes informatiques, les fichiers d’entrée et de sortie et d’autres renseignements additionnels. Les fichiers d’entrée relatifs aux cas représentatifs ou « les plus limitatifs » pour un colis considéré isolément ou un agencement de colis endommagés et non endommagés devraient être inclus.

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