ICS 19.020 B 04 备案号：59675—2017 NB 中华人民共和国能源行业标准 NB/T204752017 干式贮存系统和运输容器核临界控制用 含硼中子吸收材料的鉴定和验收 Qualificationandacceptanceofboronbasedmetallicneutronabsorbersfor nuclearcriticalitycontrolfordrycaskstoragesystems and transportationpackaging 2017-04-01发布 2017-10-01实施 发布 国家能源局 NB/T20475——2017 目 次 前言 2 范围 1 3 规范性引用文件 2 3 3术语和定义. 3 4服役条件与设计要求 4 5中子吸收材料的鉴定试验 中子吸收材料的验收试验 NB/T 204752017 前言 本部分按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。 本标准由能源行业核电标准化技术委员会提出。 本标准由核工业标准化研究所归口。 本标准起草单位：中广核工程有限公司、上海核工程研究设计院、中国核动力研究设计院、中国核 电工程有限公司。 本标准主要起草人：王傲松、孟氢钡、杨寿海、石悠、郑越、刘晓珍。 II NB/T20475—2017 干式贮存系统和运输容器核临界控制用 含硼中子吸收材料的鉴定和验收 1范围 本标准规定了含有中子吸收核素"B的金属合金、金属基复合材料、陶瓷材料等有包覆层或无包覆层 中子吸收材料的鉴定试验和验收试验等技术要求。 本标准适用于干式贮存系统和运输容器核临界控制用含硼中子吸收材料的鉴定和验收。 2天 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是！ 必不可少的。凡是 注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。 凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所 的修改单）适用于本文件。 GB/T228.1 金属材料拉伸试验第1部分 室温试验方法（GB/T228.1-2010,ISO6892-1:2009， MOD) 金属材料拉伸试验第2部分：高温试验方法（GB/T228.2—2015ISO6892-2:2011， GB/T228.2 MOD) 核纯级碳化硼的化学、 质谱和光谱化学分析的标准试验方法（Testmethodsfor ASTMC791 chemical,massspectrometric,andspectrochemicalanalysisofnuclear-gradeboroncarbide) 3术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 面密度arealdensity 对具有平行表面、均匀厚度的中子吸收材料，单位面积上中子吸收核素的含量，该值为材料中中子 吸收核素（"B）的密度乘以材料的厚度，单位为克每平方厘米（g/cm）。 3.2 中子衰减检测neutronattenuationtes 将中子吸收材料置于热中子束中，测量热中子透过材料的比率，可 可换算出中子吸收材料的面密度。 3.3 概率抽样probabilitysampling 以概率理论和随机原则为依据来抽取样本的抽样，使总体中的每一个单位都有一个事先已知的非零 概率被抽中的抽样。 3. 4 系统抽样systematicsampling 将总体中各单位按一定顺序排列，根据样本容量要求确定抽选间隔，然后随机确定起点，每隔一定 的间隔抽取一个单位的一种抽样方式。 3.5 1 NB/T20475—2017 拟合优度检验goodnessoffittest 运用判定系数和回归标准差，检验模型对样品观测值拟合程度的检验方法， 4服役条件与设计要求 4.1设计方应明确服役条件与设计要求，包括环境条件、力学性能、面密度或等同的中子吸收核素含 量、热导率、表面状态等要求，应选出对中子吸收材料性能影响较大的服役条件，结合材料失效模式与 工业实践确定鉴定试验 4.2环境条件应至少包括水化学、水温、接触材料、流体压力、浸泡时间、射线和中子剂量、排水 时升温速率、最高使用温度。 4.3中子吸收材料用于结构材料时，应通过结构分析确定其力学性能要求；中子吸收材料用于非结构 件时，应明确该材料在使用环境中满足其耐久性所需的力学性能。 5中子吸收材料的鉴定试验 5.1鉴定目的 通过5.3的试验，验证中子吸收材料的耐久性满足设计寿命要求； a) 通过5.4、5.6的试验，验证中子吸收材料的物理性能满足设计要求； c) 通过5.5的检测，验证中子吸收材料1°B的分布满足设计要求。 5.2 适用范围 在下述情况下，应进行中子吸收材料的鉴定试验： 未被鉴定的中子吸收材料； a) b) 新的制造厂生产的已被鉴定过的中子吸收材料； 已鉴定的中子吸收材料，其关键工艺及工艺控制发生了5.7规定的改变； c) 5.3环境鉴定测试 对下述鉴定试验，应采用目视及尺寸检查、力学性能测试、中子衰减检测等方法确认中子吸收材料 在试验后，其性能仍能满足设计要求： a）辐照、热老化试验：应在服役条件或等效加速条件下进行。 b) 腐蚀试验：应在腐蚀试样暴露于服役条件或等效加速条件下进行。 对于多孔性中子吸收材料应在模拟的装载及服役条件下测试，其结构受压、温度、时间与真空 ) 度应与实际工况一致。 5.4力学性能测试 金属合金和金属基复合材料应按照GB/T228.1和GB/T228.2进行拉伸试验。 对于包覆材料等标准测试方法不适用的中子吸收材料，供货单位应制定合适的力学性能测试方法。 用于结构件的中子吸收材料，应考虑高温服役工况下的蠕变性能。当设计要求时，应进行其它力学 性能试验，如韧性测试、弯曲测试等。 5.51°B分布均匀性检测 5.5.1表征参数 2 NB/T20475——2017 中子吸收核素1°B分布均匀性可用以下两个指标之一表征： a）中子吸收材料中"°B密度及材料厚度； b）中子吸收材料面密度； 5.5.2抽样方法 测试样品可采用概率抽样或系统抽样。 5.5.3中子衰减检测 中子衰减检测是根据热中子分别通过被检测产品及标准样品时的衰减进行比较，从而确定中子吸收 材料的"B含量及其分布均匀性的方法。测试的中子吸收材料产品与标准样应采用同样的检测设备与布 置。如采用非中子衰减检测 应得到设计方批准。 5.5.4中子衰减检测程序 中子衰减检测前应编制程序文件，应至少包括以下内容： 所用标准样及其验证； a) b) 规定校准频率以说明中 束强度的变化或中子源的衰减 中子源及中子束准直（如有） c) d) "°B面密度采用标准样检测值间的插值法进行计算： 中子探测仪器： e) 标准样中含有被检测材料中没有的中子吸收与散射核素时，程序中应说明这些核素对检测准确 f) 度的影响。 5.5.5下限值 用拟合优度检验确认测量结果为正态分布时，计算出其下限值T，T值采用下述公式计算： T=x(bar)-Ks.... ...() 式中： 一下偏差限值的数值，对于面密度单位为克每平方厘米（g/cm），） 对于中子吸收核素密度单位 为克每立方厘米（g/cm²）； K- 考虑到概率P和置信度，正态分布下一面偏差的无量纲定量参数。通常来说，P≥95%且 ≥95%; x(bar)—样品的平均值的数值， 单位为克每平方厘米（g/cm²）或克每立方厘米（g/cm²）： 样品的标准偏离的数值，单位为克每平方厘米（g/cm²）或克每立方厘米（g/cm²）。 当采用拟合优度检验，测试结果不是正态分布时，应采用非参数的下限值。在此情况下，下限值给 出方法应在文件中说明。 检测时应考虑中子计数的统计不确定性的影响。中子计数的相对统计不确定度等于中子计数的平方 根除以中子计数。 5.6其他检测 检测其他性能和参数是否满足设计要求，如热导率、化学成分、表面状态、尺寸等。 5.7关键工艺及工艺控制 制造厂应编制一份制造文件，按时间先后顺序给出制造流程，应描述关键工艺及关键工艺控制。应 控制关键工艺以保证商业产品与鉴定样品的重要性能一致。在任何一项关键工艺和工艺控制方法变更之 3 NB/T 204752017 前，供货单位应提交设计方变更说明及其对材料性能潜在影响的评估，设计方据此判断是否需要重新进 行全部或部分鉴定试验。重新鉴定试验可仅针对变动预计影响到的性能。 示例： a) 关键工艺及工艺控制方法的变动可能会影响到材料的力学性能，如增加硼含量，降低粉末金属 的压紧密度等，应按5.35.6进行相应项目的重新鉴定。 b) 由于设备的变动、混料参数变化或沉淀相变化等会影响到1°B分布发生变化，应重新鉴定°B 均匀度。 6中子吸收材料的验收试验 6.1验收规则 中子吸收材料验收试验应按批进行。设计方应明确中子吸收材料批的定义，制定取样计划、试样位 置（如适用）及测试方法、验收准则。 6.2取样位置 试样的取样位置应具有足够的代表性，或者应选自性能较差的部位。测试可直接在最终产品上进行， 或取自与最终产品的延长段。 6.3中子吸收核素"B含量及均匀性 6.3.11°B密度或面密度的验收试验通常截取试样进行，试样应代表大面积板材或一定数量的坏料。 对材料进行100%检测时，验收试验应对试验结果拟合处理，测试结果在给定的概率和置信度下，应满 足设计规定最小B密度或面密度的要求。通常概率和置信度应为95%或更高。 6.3.2测量材料中子吸收核素的含量的方法如下： a) 按照设计方确认的方法进行中子衰减测试； b）采用化学分析法检测B含量，按照ASTMC791检测10B丰度.并计算10B含量。 6.3.3中子吸收材料1°B密度可用1°B面密度除以面密度测量部位的厚度进行计算 6.4其它性能测试 中子吸收材料其它性能测试按设计