本标准规定了操作、加工、处理钚-天然轴混合物的核临界控制准则和几何形状简单的钚-天然铀混合物孤立单的某些次临界限值。本标准适用于反应堆外操作、加工和处理钚-天然铀混合物。本标准不适用于在可控条件下组装这些材料(例如临界实验)。 GB 15146.5-1994 反应堆外易裂变材料的核临界安全 钚-天然铀混合物的核临界控制准则和次临界限值 GB15146.5-1994 标准下载解压密码：www.bzxz.net

中华人民共和国国家标准
反应堆外易裂变材料的核临界安全环-天然铀混合物的核临界控制准则和次临界限值
Nuclear criticality safety for fissile materialsoutside reactors
-Nuclear criticality control criteria and subcriticallimits for plutonium-natural uranium mixtures1生题内容与适用范围
GB15146.5—94
本标准规定了操作、加工、处理环-天然铀混合物的核临界控制准则和几何形状简单的环-天然铀混合物孤立单元的某些次临界限值。本标准适用于反应堆外操作、加工和处理环-天然铀混合物。本标准不适用于在可控条件下组装这些材料（例如临界实验）。2引用标准
GB15146.1反应堆外易裂变材料的核临界安全核临界安全行政管理规定GB15146.2反应堆外易裂变材料的核临界安全易裂变材料操作、加工、处理的基本技术准则与次临界限值
3术语
3.1受控参数
要求保持在规定限值之内的某个参数。3.2次临界限值（限值）
给某个受控参数规定的能使某个系统在规定条件下肯定处于次临界状态的限制数值。此限值已给导出该限值时所采用的计算和实验数据的不确定度留有裕量，但未给意外事件（如投双批料或分析结果的不准确等)留有裕量，
3.3面密度
垂直投影在某个平面单位面积上的易裂变材料质量。对于无限宽均一平板，面密度是平板厚度与平板内易裂变材料浓度的乘积。
3.4天然铀
本标准中所说的天然铀是指铀-235同位素富集度等于或小于0.71%（重量）的铀。4核临界控制准则
4.1行政管理准则
国家技术监督局1994-07-07批准1995-01-01实施
GB 15146.5—94
操作、加工，处理环-天然铀混合物的核临界安全行政管理必须遵循GB15146.1的规定4.2基本技术准则
4.2.1操作、加工、处理环-天然铀混合物的核临界控制基本技术准则必须符合GB15146.2的规定4.2.2操作、加工、处理环-天然铀混合物必须考虑环-天然铀混合物自身的均匀性控制，即要求保持该混合物的完全均匀混合，考虑环是否有从铀中分离出来的可能性。4.2.3制定工艺规范时，受控参数必须在次临界限值的基础上保留一定裕量，以应付工艺参数的不确定性和限值意外地被超过。
5次临界限值（限值）
5.1限值的基本适用条件
5.2～5.5条给出了环-天然铀混合物的某些次临界限值。这些限值必须在满足下列基本条件的前提下才能使用：
a．环-天然铀混合物单元的中子反射体和附近其他易裂变材料的反射作用，不大于紧贴包围着该单元的等效无限厚水反射层的反射作用；b．环-天然铀混合物保持完全均匀混合，环没有从铀中分离出来；c混合物中的铀必须是天然铀。
5.2水中-天然铀氧化物混合物均匀系统的限值对（PuO2+UO，)中PuO重量百分含量为3%、8%、15%和30%的水中环-天然铀氧化物混合物均匀系统，其质量、体积、圆柱直径、平板厚度、浓度及面密度限值如表1所列。表中对每一种PuO2重量百分含量列出的限值均是分别对三种不同环同位素组成给出的。在应用这些限值时，计算环同位素组成必须将存在的任何238Pu和242Pu略去。对（PuOz+UO2)中PuO.重量百分含量在3～30%范围内变动的水中环-天然铀氧化物混合物均匀系统，其质量、圆柱直径、平板厚度和面密度限值与PuO2重量百分含量的关系如图1～5所示。每个图中示出的限值均是分别对三种不同环同位素组成给出的。在应用这些限值时，计算环同位素组成亦必须将存在的任何238Pu和242Pu略去。要求均匀混合物（或浆液）中的环-天然材料微粒是均匀分布的，而且微粒直径不大于127um，即能通过120目的网筛。
5.3干燥的和潮湿的-天然铀氧化物混合物的质量限值对于干燥的和潮湿的-天然铀氧化物均匀混合物，即轻度慢化的环-天然氧化物均勾混合物，其Pu和（PuO2+UO,)的质量限值如表2所列。这些限值适用于240Pu同位素组分大于241Pu同位素组分的此类混合物。
5.4数量不限的环-天然铀氧化物混合物和硝酸盐混合物中环的重量百分含量限值数量不限的[PuO2+UO,]混合物和［Pu（NO)+UO2（NO：），]混合物中，环的重量百分含量限值如表3所列。这些限值适用于2Pu同位素组分大于241Pu同位素组分的此类混合物。这些限值不适用于单质环与单质铀的混合物。
5.5水中环-天然铀氧化物混合物非均勾系统的限值水中环-天然铀氧化物混合物非均匀系统的质量、体积、圆柱直径和平板厚度限值与氧化物混合物中PuO)，重量百分含量的关系如图6～9所示。每个图中示出的限值均是分别对三种不同环同位素组成给出的。应用图中给出的限值时，不必考虑混合物物块的尺寸和形状，也不必考虑系统中水的慢化程度但计算环同位素组成时必须将存在的任何238Pu和242Pu略去。注：图7、8、9中适用于24°Pu≥25%（重量）及21Pu≤15%（重量）的环同位素组成的曲线【，不得外推到PuO2百分含量超过18%（重量)的限制界线使用。164
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表1水中环-天然铀氧化物混合物均匀系统的次临界限值（除原子比是下限值外，其他数值均是上限值）(PuO2+U,)中的PuO2，%
（重量）
环同位紊组成1
环(Pu)质量，kg
氧化物(PuO2+UO,)质量，kg
无限长圆柱直径，cm
无限宽平板厚度，cm
体积，L
环(Pu)浓度，g/1
氧化物(PuO2+UO2)浓度，g/L
H：Pu原子比
环(Pu)面密度，g/cm2
氧化物（PuO,+UO,)面密度
注：1）同位素组成：
_240Pu>241Pu:
24.330.834.8
11.014.9 17.4
23.544.863.4
37803203
10. 214. 4
I——240Pu≥15%（重量）和241Pu≤6%(重量）；—240Pu≥25%（重量）和241Pu≤15%(重量）。8.2
26.530.735.2
37803253
2）当(PuO,+UO,)中PuO,重量百分含量为30%时，尺度和体积限值不能用于同位素组成I和1,除非是氧化物浓度小于5700g/L（对同位素组成I），或氧化物浓度小于4500g/L（对同位素组成I）。3）此浓度限值不适于PuO/(PuOz十+UO)比值小于3%（重量）的氧化物混合物，这是因为含大量铀的材料中235U的相对重要性增加。对PuO,含量小于3%(重量)的(PuO,+UO,)混合物材料，其混合物中环的百分含量次临界限值可在表3中找到。
表2轻度慢化的环-天然铀氧化物混合物孤立单元的次临界限值（适用于240Pu>241Pu的环同位素组成）（PuO＋ UO,）中的
PuO2,%(重量）
密度为理论密度的干燥
混合氧化物
Pu质量PuO,+UOzPu质量
(PuO,+UO,Pu质量（PuO,+UO,)Pu质量PuO，+UO,）质量，kg
质量，kg
质量，kg
质量，kg
任意量均
(PuO,+U0,)密度≤11
伪次临界
H: (Pu+U)-0
密度为理论密度的潮湿
混合氧化物
(PuO,＋UO,）密度≤
9.4 g/cm3
0任意量均
为次临界
（PuO，＋UO,）中的
PuO2,%(重量）
具有 50%空隙的潮湿混
合氧化物粉末
(PuO+UO2)密度≤4.7
0GB15146.5—94
续表2
Pu质量PuO,+UO,Pu质量PuOz+UO,Pu质量PuO,+UO,Pu质量(PuO,+UO,）kg
质量，kg
质量，kg
质量，kg
表3数量不限的-天然铀混合物中环的百分含量次临界限值1)（适用于240Pu241Pu的环同位素组成）混合物类型
(PuO,+UO2)混合物
干燥的氧化物混合物,H：(Pu+U)=0潮湿的氧化物混合物,0[Pu(NO)+UO,(NO,),]混合物
注：1）这些限值不适用于单质环和单质铀混合物。166
的百分含量
Pu/(Pu+U),%(重量)
质量，kg
(on+ond)
GB15146.5—94
工艺规范必须保留一定裕量、以应付上艺参数的不确定性和限值意外地被翻过环同位素组成
曲线Pu>u
曲线 Ⅱ \Pu≥15%(重量)和\Pu=6%(重激）曲线目Pu>25%(最量)和**Pu<15%(重量)t
（PuO，+UO,）混合物中PuO,百分含量，n（重慧）50
图1水中环-天然铀氧化物混合物均匀系统的质量限值与二氧化百分含量的关系
环同位素组成
GB 15146. 5-94
工艺规范必须保留一定裕量，以应付工艺参数的不确定性和限值意外地被超过曲线1*Pu>*\Pu
曲线Pu>15%(重量)和\Pu<6%(重量）曲线Ⅲ\ Pu>25%(重量)和\Pu<15%(重量)5
（PuO,+UO.）合物中PuO,百分含量，%（重量）50
图2水中环-天然铀氧化物混合物均匀系统的体积限值与二氧化环百分含量的关系（见表1注2）1on
GB15146.594
环同位素组成
曲线124oPu>3\Pu
曲线ⅢPu>15%（雅量）和\Pu<6%(重量）曲线Ⅲ2°Pu>25%（重量）和\Pu<15%（重量）工艺规范必须保留一定裕量，以应付工艺参数的不确定性和限值意外地被超过20
８９10
（PuO,+UO,)混合物中PuO:百分含量，%(重量）图3水中-天然氧化物混合物均勾系统的圆柱直径限值与二氧化百分含量的关系（见表1注2）30
坏同位素组成
GB 15146.5—94
曲线\Pu>\Pu
曲线Ⅱ*Pu>15%(重量)和*Pu<6%(重量)曲线ⅡPu>25%（重量）和Pu<15%(重量）2
工艺规范必须保留-一定裕量，以应付工艺参数的不确定性和限值惠外地被超过78910
(PuO,+UO,)混合物中PuO,百分含量，%(重量20
图4水中环-天然铀氧化物混合物均匀系统的平板厚度限值与二氧化环百分含量的关系（见表1注2）30
oon+o）
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环同位素组成
曲线『Pu>Pu
曲线Ⅱ 2\Pu>15%(重量)和\Pu<6%(重量)曲线ⅡPu>25% (重量)和*Pu<15%(重量)艺规范必须保留一定裕量，以应付工艺参数的不确定性和限值意外地被超过10
(PuO,+UO,）混合物中PuO.百分含量.%（重量）3G
图5水中环-天然钳氧化物混合物均匀系统的面密度限值与二氧化百分含量的关系
(on+on)www.bzxz.net
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工艺规范必须保留一定裕量，以应付工艺蚕数的不确定性和限值意外地被超过旺
环同位素组成
曲线1*Pu>\Pu
曲线Ⅱ*Pu>15%(重量)和\\Pu<6%(重量）曲线*Pu>25%(重量)和*\Pu<15%(重量）2
5678910
(PuO,+UO,)混合物中PuO,百分含量.%（重量20
图6水中环-天然铀氧化物混合物非均勾系统的质量限值与二氧化百分含量的关系
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环同位裁组成
曲线\Pu>\Pu
曲线Pu>15%（重量）和\Pu<6%（重量）曲线Ⅱ 10Pu≥25%(重量)和**Pu<15%（重量）不得外推，见5.5条注
工艺规范必须保留一定裕量，以应付工艺参数的不确定性和限值意外地被超过3
(PuO,+UO,)混含物中PuO,白分含量,%（重量）20
图7水中环-天然铀氧化物混合物非均勾系统的体积限值与二氧化环百分含量的关系
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环同位素组成
曲线！Pu>Pu
曲线2Pu>15%（重量）和\Pu<6%（重量）曲线Ⅲ2oPu>25%（重量)和\Pu<15%（重量）不得外推、见品.5条注
工艺规范必保留一定裕量，以应付工艺参数的不确定性和限值意外地被超过8910
（PuO,+ UO,）混合物中PuO,百分含量，%（重量）20
图8水中环-天然铀氧化物混合物非均匀系统的圆柱直径限值与二氧化百分含量的关系
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