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放射性物品運輸容器耐熱試驗指南

1范圍

本標準規定了放射性物品運輸容器耐熱試驗的設計驗證方法。

本標準適用于全尺寸放射性物品運輸容器的耐熱試驗鑒定，全尺寸特殊形式放射性物品、低彌散放

射性物品的耐熱試驗可參照執行。

2規范性引用文件

本標準引用了下列文件或其中的條款。凡是注明日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本標準。

凡是未注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本標準。

GB11806放射性物品安全運輸規程

JJF1664溫度顯示儀校準規范

JJF1262鎧裝熱電偶校準規范

JJF1637廉金屬熱電偶校準規范

3術語和定義

下列術語和定義適用于本標準。

3.1

黑體blackbody

吸收率α=1的物體稱為絕對黑體，簡稱黑體。黑體的吸收率α=1，意味著黑體能夠全部吸收各種波

長的輻射能。

3.2

灰體graybody

在熱輻射分析中，單色吸收率與波長無關的物體稱為灰體。對于灰體，單色吸收率α=αλ=常數。

3.3

輻射力emissivepower

物體在單位時間內單位表面積向半球空間所有方向發射的全部波長的總輻射能，表征物體發射輻射

能本領的大小，它的常用單位是瓦/米2，用E表示。

3.4

發射率emissivity

實際物體的輻射力與同溫度下黑體輻射力的比值，稱為實際物體的黑度，亦稱發射率，用ε表示。

3.5

火焰發射率flameemissivity

一個大型的、高溫灰體的表面發射率，該灰體表面既發射能量又反射能量，而且完全包圍試驗運輸

容器，用εf表示。

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4試驗目的

耐熱試驗的目的是為了驗證放射性物品運輸容器經受《放射性物品安全運輸規程》（GB11806）規

定的運輸事故條件下耐熱試驗后的安全性能。

5試驗方法

5.1方法分類

耐熱試驗方法通常包括池火耐熱試驗和爐式耐熱試驗方法。設計單位可根據實際情況選用合適的試

驗方法。

5.2池火耐熱試驗

在試驗中，將試驗運輸容器放置在油池上方，當大氣處于穩定狀態時，點燃油池中的燃料，使火焰

吞沒試驗運輸容器。燃燒規定時間（如耐熱試驗燃燒30分鐘；強化耐熱試驗燃燒60分鐘）后，燃料耗

盡，火自然熄滅，試驗運輸容器自然冷卻。

5.3爐式耐熱試驗

使用加熱爐對試驗運輸容器進行加熱，為試驗運輸容器提供等效總熱輸入，并提供不低于800℃的

平均環境溫度，持續加熱標準規定的時間。

6試驗條件

6.1大氣環境條件

應在下列大氣條件下進行耐熱試驗：

（1）溫度：-40℃～+38℃；

（2）池火耐熱試驗前，應測試風速，風速應不大于2米/秒，且不宜在雨、雪、冰雹等天氣時進行。

6.2運輸容器條件

試驗運輸容器必須是全尺寸運輸容器。

6.3初始條件

6.3.1總體要求

試驗運輸容器的初始條件對耐熱試驗結果將會產生顯著影響。因此，應創造滿足GB11806規定的

條件，其中6.3.1、6.3.2中規定的初始條件，允許這些參數在試驗前和試驗期間具有不同的值，但設計

單位應補充分析這些差異的影響，對試驗結果進行補償修正。

6.3.2溫度

試驗容器初始溫度分布應為穩定狀態。耐熱試驗溫度初始條件應考慮在環境溫度為+38℃且有太陽

暴曬以及貨包內所產生的最大設計的內釋熱率條件下，處于熱平衡狀態。

2

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6.3.3包容壓力

試驗容器的初始壓力應是最大正常工作壓力，包括但不限于容器內回充惰性氣體的壓力，容器溫度

變化以及內容物所有氣體的泄漏或釋放。此外，對于小于大氣壓力的設計，可能存在較低的壓力導致較

大的泄漏情況，應予以綜合考慮。

6.3.4內容物

試驗運輸容器不必裝載放射性或危險物品，在保證試驗運輸容器對試驗條件的力學效應、熱效應與

原型運輸容器對應效應基本一致的前提下，內容物可以用合適的無毒物品替代，并應對替代物與原內容

物之間差異的影響進行分析與評價。如果運輸容器運輸多種內容物，必須選擇對運輸容器產生最嚴苛初

始條件的內容物。選擇代表實際內容物的無毒替代物品時，應再現以下特性：

（1）質量；

（2）平均比熱；

（3）熱生成率；

（4）內壓。

6.3.5沖擊損傷

耐熱試驗前，應在同一試驗運輸容器上相繼進行“驗證經受運輸事故條件能力的試驗”規定的自由

下落試驗I（9m跌落試驗）和自由下落試驗Ⅱ（1m擊穿試驗）或自由下落試驗Ⅱ（1m擊穿試驗）和

自由下落試驗Ⅲ（壓碎試驗），試驗組合視情況而定。

6.4試驗條件

使試驗運輸容器在熱環境中暴露30分鐘（強化耐熱試驗中持續60分鐘），該熱環境提供的熱流密

度應至少相當于在完全靜止的環境條件下烴類燃料／空氣火焰的熱流密度，以確保最小平均火焰發射率

為0.9，平均溫度至少為800℃，試驗運輸容器完全被火焰吞沒，使試驗運輸容器表面吸收率為0.8，或

當試驗運輸容器暴露在所規定的火焰中時，其實際具有的表面吸收率。

6.5其他條件

6.5.1在火焰或加熱爐內加熱試驗運輸容器后，試驗運輸容器應進行保護，以防止風吹雨淋，風速應

不大于5公里/小時。

6.5.2在試驗期間和試驗后，不得人為地冷卻試驗運輸容器，并應允許試驗運輸容器的材料自然燃燒，

直至熄滅。

6.5.3試驗運輸容器從火焰中或加熱爐移出時，移動速度應小于運輸容器表面為800℃時上方自然空氣

循環速度（通常為1米/秒至2米/秒），以確保試驗運輸容器的運動不產生人工冷卻。

7試驗裝置及試驗用儀器儀表

7.1試驗裝置

7.1.1試驗裝置可選用池火或爐式耐熱試驗裝置，具體選擇應考慮試驗運輸容器的結構與尺寸、運輸規

程要求、環保要求以及可用的試驗設備等因素。

7.1.2池火耐熱試驗裝置

池火耐熱試驗裝置使用煤油、煤油與汽油1:1混合物等烴類燃料露天式燃燒來營造熱環境，一般由

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油庫、供油系統、油池、點火裝置以及控制系統等組成。其基本要求為：

（1）油池的大小應至少超出運輸容器任意外表面1米，但不宜超過3米；

（2）固定運輸容器的鋼支架應保證運輸容器底部比燃料液面高1米，以確保火焰在運輸容器位置充

分燃燒，并有足夠的空間供空氣從側面流入。在不影響熱通量的情況下改善火焰溫度的均勻性；

（3）油池周圍應放置一個環形擋風圍欄，以便最大限度地減少風的影響。

7.1.3爐式耐熱試驗裝置

（1）爐式耐熱試驗裝置使用柴油、天然氣或液化石油氣等烴類燃料加熱爐來模擬熱環境，一般由供

油（氣）系統、爐膛、排煙系統、點火與燃燒系統、控制系統以及臺車或類似傳送裝置等組成，燒嘴的

布置應避開火焰對試驗運輸容器的直接噴射。

（2）爐式耐熱試驗裝置的內表面積應遠大于試驗運輸容器的表面積，若爐膛內表面積至少為試驗運

輸容器表面積的10倍時，可免除爐膛表面發射率的測試。否則應進行測試，以證明滿足GB11806附

錄C4.6.2條規定的“提供的熱流密度至少相當于在完全靜止的環境條件下烴類燃料／空氣火焰的熱流

密度，以給出最小平均火焰發射率為0.9，平均溫度至少為800℃，試樣完全被火焰所吞沒，使表面吸

收率為0.8或采用貨包暴露在所規定的火焰中其實際具有的吸收率值”。

7.2試驗用儀器儀表

7.2.1熱環境溫度測量設備

（1）池火溫度

宜采用K型或其它高溫型耐熱合金鎧裝絕緣熱電偶。試驗運輸容器周圍每個方向至少布置1個測

點。熱電偶產生的電信號由數據采集系統采集并顯示。

（2）加熱爐爐膛面溫度

宜采用K型或其它高溫型耐熱合金鎧裝絕緣熱電偶。測溫熱電偶數量應足夠，以保證爐膛內溫度

分布相對均勻。熱電偶產生的電信號由數據采集系統采集并顯示。

（3）熱通量傳感器或熱通量計

熱通量傳感器（也稱熱流傳感器）宜采用薄膜式熱流傳感器。池火耐熱試驗和爐式耐熱試驗宜采用

輻射-對流式熱流計（也稱全熱流計）。

7.2.2風速計

池火耐熱試驗用風速計宜采用螺旋槳式風速計，該風速計應安裝在距火源10米高處。

7.2.3試驗運輸容器溫度測量設備

（1）試驗運輸容器表面溫度測量

宜采用K型或其它高溫型耐熱合金鎧裝絕緣熱電偶。熱電偶產生的電信號由數據采集系統采集并

顯示。

（2）試驗運輸容器內部溫度測量

采用與被測溫度范圍相適應的熱電偶。熱電偶應安裝在試驗運輸容器內部選定部位，其測量端至少

有50毫米處于等溫區，但不能因此影響試驗運輸容器的性能。在試驗運輸容器允許穿孔的情況下，宜

采用K型或其它高溫型耐熱合金鎧裝絕緣熱電偶，熱電偶產生的電信號由數據采集系統采集并顯示。

也可采用多溫度顯示測溫試紙等來測量選定部位可達的最高溫度。

7.2.4測量系統準確度要求

傳感器和數據采集儀應滿足以下要求：

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——數據采集儀應按JJF1664校準合格，其最大允許誤差不低于±0.5%FS；

——熱電偶應按JJF1262、JJF1637校準合格，其最大允許誤差不低于2級。

8試驗過程

8.1池火耐熱試驗過程

8.1.1裝配

將試驗運輸容器按產品圖樣和技術文件要求進行裝配。按照試驗規程依次完成出廠試驗、正常運輸

條件和運輸事故條件下的相關力學試驗后，在試驗運輸容器表面預定位置安裝測溫傳感器；在適當時機，

在試驗運輸容器內部預定位置粘貼測溫試紙。必要時，在試驗運輸容器內部安裝測溫傳感器。

8.1.2安裝

耐熱試驗期間，試驗運輸容器底部距燃料液面或燃燒器高度為1米。

8.1.3試驗系統安裝聯試

安裝火焰場溫度傳感器，將所有傳感器接入試驗系統，檢查確認試驗系統工作正常。

8.1.4風速監測

試驗前，監測試驗場地周圍風速，確認風速滿足試驗要求。

8.1.5試驗

若進行預熱，則在預熱后移除預熱裝置。開啟供料系統，向油池內注入燃油（若為煤油等烴類燃料，

則需先向油池內加注一定量的水，然后根據燃油燃燒速度加入預定體積的燃油），采用自動點火裝置點

火，待試驗運輸容器周圍平均火焰溫度達到800℃時開始計時，直至完成規定的試驗時間。試驗過程中，

觀察和記錄火焰形態及試驗運輸容器狀態變化，并按試驗要求采集相關數據。

8.1.6后處理

試驗后，試驗運輸容器應自然冷卻，試驗測試系統應繼續采集數據，直至試驗運輸容器監測點的峰

值溫度出現。若試驗運輸容器發生燃燒，應允許其自然燃燒，直至熄滅。觀察并記錄試驗運輸容器試驗

后狀態。

8.1.7試驗后檢查

確認油池內燃油燃盡且所有受熱物件自然冷卻后，觀察試驗用傳感器狀態、試驗運輸容器狀態，并

詳細記錄檢測結果。

8.1.8試驗運輸容器拆解

待現場測量工作以及后續相關試驗完成后，進行試驗運輸容器拆解，完成內部溫度數據讀取和試驗

運輸容器狀態分析。

8.1.9試驗過程中異常情況處理

在試驗過程中，如出現沒有預料到的異常情況，應按照應急預案處理，并詳細記錄，應在試驗報告

中對異常情況對運輸容器的安全影響進行分析評價。

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8.2爐式耐熱試驗過程

8.2.1裝配

按照8.1條（1）執行。

8.2.2安裝

耐熱試驗前，應在加熱爐臺車或類似傳送裝置上安放支座，支座位置與結構設計應保證使試驗運輸

容器試驗時大體位于加熱爐試驗區域的中心。對于油（氣）加熱爐，應避免火焰直射試驗運輸容器。

8.2.3試驗系統安裝聯試

檢查加熱爐爐膛內壁溫度傳感器是否正常，是否已接入試驗系統，確認試驗系統工作正常。

8.2.4試驗

（1）若進行預熱，則移除預熱裝置后，安裝好起吊裝置；

（2）在臺車或類似傳送裝置上標記安裝點，使加熱爐加熱到預定溫度，并保溫預定時間；

（3）打開爐門，將臺車或類似傳送裝置開出；

（4）將試驗運輸容器吊裝到臺車或類似傳送裝置的支座上，使試驗運輸容器處于預定位置；

（5）將臺車或類似傳送裝置開入爐內，關閉爐門；

（6）將爐溫上升至800℃以上，待爐溫穩定時，開始計時，直至完成規定的試驗時間。試驗過程中，

通過溫控系統觀察和記錄火焰形態、爐膛內溫度變化情況，并按試驗要求采集相關數據；

（7）關閉供油（氣）系統，隨后打開爐門；

（8）將臺車或類似傳送裝置開出加熱爐；

（9）將試驗運輸容器吊離臺車或類似傳送裝置。

8.2.5后處理

按照8.1條（6）執行。

8.2.6試驗運輸容器拆解檢查

按照8.1條（8）執行。

8.2.7試驗過程中異常情況處理

按照8.1條（9）執行。

9驗收準則

9.1包容功能的驗收準則

9.1.1包容功能的驗收準則為實際泄漏率低于允許的最大泄漏率，應通過試驗來證實包容系統的泄漏

率是否滿足GB11806規定的要求。對于新燃料運輸容器、特殊形式放射性物品運輸容器等內容物自身

具備包容能力的運輸容器，可制定其他適用的能證明運輸容器包容條件的驗收準則。設計人員應選擇適

合于運輸容器設計和試驗的測量泄漏檢驗方法。

9.1.2對于盛裝大于或等于0.1公斤六氟化鈾的運輸容器，在經受水壓試驗、正常運輸條件下的自由

下落試驗以及運輸事故條件下的耐熱試驗后，該運輸容器的包容系統應無破損，滿足GB11806第7.6.4

規定的除外。

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9.1.3對于B型運輸容器，在經受運輸事故條件下的自由下落試驗I（9m跌落試驗）和自由下落試驗

Ⅱ（1m擊穿試驗）或自由下落試驗Ⅱ（1m擊穿試驗）和自由下落試驗Ⅲ（壓碎試驗）、耐熱試驗后，該

運輸容器仍符合下述要求：

（1）能保持足夠的屏蔽能力，保證在運輸容器內裝的放射性內容物達到所設計的最大數量時，距運

輸容器表面1米處的輻射水平不會超過10毫希伏/小時。

（2）能使一周內放射性內容物的累積漏失對氪-85限制為不大于10A2和對所有其他的放射性核素不

大于A2；計算混合物放射性核素A2值時，對氪-85取10A2的A2(i)有效值。

9.1.4對于C型運輸容器，在經受運輸事故條件下的自由下落試驗I和自由下落試驗Ⅲ、擊穿-撕裂試

驗、強化耐熱試驗、撞擊試驗后，驗收準則與B型運輸容器相同。

9.1.5對于孤立的單件易裂變材料運輸容器的評定，應假設水能滲入運輸容器的所有空隙或從運輸容

器的所有空隙中泄出（包括包容系統內的所有空隙）。若運輸容器設計能考慮一些特殊措施，即使發生

人為錯誤，這些空隙處也不出現這種滲入或漏出。這些特殊措施對應驗收準則包括：

（1）使用多重高標準防水層，在運輸容器經受GB11806第7.11.5b）規定的“正常運輸條件能力

的試驗后，再進行驗證經受運輸事故條件能力的試驗中規定的任何一種較嚴的試驗：a)自由下落試驗

Ⅱ和自由下落試驗Ⅲ，或自由下落試驗Ⅰ和自由下落試驗Ⅱ；隨后進行耐熱試驗以及易裂變材料貨包的

水泄漏試驗；或b)水浸沒的試驗”后，仍存在不少于兩道防水層防漏。

（2）僅對盛裝鈾-235富集度最高為5%（質量）的六氟化鈾的貨包，在經受GB11806第7.11.5b)

的試驗后，運輸容器上的閥門和任何其他部件（而不是指閥門安裝位置上的部件）之間無直接接觸；此

外，在經受了耐熱試驗后，閥門仍舊保持不漏。

9.2屏蔽功能的驗收準則

9.2.1耐熱試驗后容器應能保持足夠的屏蔽能力，其中對于B型和C型貨包應保證在貨包內裝的放射

性內容物達到所設計的最大數量時，距貨包表面1米處的輻射水平不會超過10毫希伏/小時。

9.2.2可通過運輸容器結構設計，將外輻射減弱到可接受的水平，這應能由分析或物理試驗，或者二

者相結合來證實。如果選擇分析法，則應使用一個合適的屏蔽計算程序，該程序應是成熟的且被廣泛地

驗證過。如果通過物理試驗來證明運輸容器的屏蔽能力可接受，則應編制一個完整的可接受的試驗程序。

9.3次臨界功能的驗收準則

9.3.1含有易裂變材料內容物的次臨界不得由于假想事故試驗的后果而降質。在耐熱試驗結束時，應

該檢查試驗運輸容器的變形和其它促使內容物次臨界降質的變化。對有些試驗運輸容器，必須拆卸運輸

容器部件。如有臨界安全相關因素的變化超出計算假設，則應重新對容器進行臨界分析，并應采用成熟

且被廣泛應用驗證過的計算機程序進行分析計算。

9.3.2對于孤立的單件易裂變材料運輸容器的評定：

（1）運輸容器在GB11806第7.11.3.1和7.11.3.2條所述的條件下應是次臨界的，而且貨包產生

最大中子增殖的條件要符合：

a)常規運輸條件（無意外事件）；

b)GB11806第7.11.4b)規定的驗證經受正常運輸條件能力的試驗；

c)GB11806第7.11.5b)規定的驗證經受正常運輸條件能力的試驗后，再進行驗證經受運輸事故條

件能力的試驗。

（2）對擬空運的貨包，在符合GB11806附錄C4.9.1規定的C型貨包試驗條件下，假設以至少20厘

米厚的水層進行反射而水不漏入貨包，貨包應是次臨界的。

9.3.3對于運輸事故條件下運輸容器陣列的評定，推導的運輸容器件數“N”值，在2倍“N”件運輸

容器應是次臨界的，且符合下述三種假設情況提供最大中子增殖的排列和貨包條件：

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（1）貨包間存在含氫慢化物，而且貨包排列受到周圍至少20厘米厚的水層反射。

（2）經受住GB11806第7.11.5條b)規定的驗證經受正常運輸條件能力的試驗后，再進行驗證經

受運輸事故條件能力的試驗。

（3）在包容系統經受住GB11806第7.11.5條b)規定的一系列試驗后，有易裂變材料從包容系統

中漏失時，應假設易裂變材料會從陣列中的每個貨包中漏失，并且假設所有的易裂變材料排列都按照至

少20厘米厚的水層緊貼反射導致最大中子增殖的構形和慢化條件。

9.4試驗后檢查

耐熱試驗后應檢查試驗運輸容器，以證明保持了足夠的安全裕量。進行包容系統的泄漏檢測試驗、

變形測量（用于臨界分析）。必要時需拆解運輸容器或切割部分部件。

10試驗報告

試驗報告應至少包括以下信息：

（1）試驗名稱；

（2）試驗目的和依據；

（3）試驗日期、地點、參試單位、試驗場所大氣環境條件；

（4）試驗運輸容器技術狀態，包括類型、編號、基本尺寸、質量、密度、顏色、涂層覆蓋率、試驗

方向和安裝要求等；

（5）試驗條件；

（6）儀器設備；

（7）主要試驗過程；

（8）試驗結果分析及結論；

（9）其它有關事項。

8

附件4

中華人民共和國國家生態環境標準

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放射性物品運輸容器耐熱試驗指南

Guidelinesforthermaltestofpackagingforradioactivematerial

（征求意見稿）

202x-xx-xx發布202x-xx-xx實施

生態環境部發布

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放射性物品運輸容器耐熱試驗指南

1范圍

本標準規定了放射性物品運輸容器耐熱試驗的設計驗證方法。

本標準適用于全尺寸放射性物品運輸容器的耐熱試驗鑒定，全尺寸特殊形式放射性物品、低彌散放

射性物品的耐熱試驗可參照執行。

2規范性引用文件

本標準引用了下列文件或其中的條款。凡是注明日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本標準。

凡是未注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本標準。

GB11806放射性物品安全運輸規程

JJF1664溫度顯示儀校準規范

JJF1262鎧裝熱電偶校準規范

JJF1637廉金屬熱電偶校準規范

3術語和定義

下列術語和定義適用于本標準。

3.1

黑體blackbody

吸收率α=1的物體稱為絕對黑體，簡稱黑體。黑體的吸收率α=1，意味著黑體能夠全部吸收各種波

長的輻射能。

3.2

灰體graybody

在熱輻射分析中，單色吸收率與波長無關的物體稱為灰體。對于灰體，單色吸收率α=αλ=常數。

3.3

輻射力emissivepower

物體在單位時間內單位表面積向半球空間所有方向發射的全部波長的總輻射能，表征物體發射輻射

能本領的大小，它的常用單位是瓦/米2，用E表示。

3.4

發射率emissivity

實際物體的輻射力與同溫