ФЕДЕРАЛЬНАЯ
СЛУЖБА ПРИКАЗ
Москва Об
утверждении руководства по безопасности при использовании В целях реализации полномочий, установленных подпунктом 5.3.18 Положения о Федеральной службе по экологическому, технологическому и атомному надзору, утвержденного постановлением Правительства Российской Федерации от 30 июля 2004 г. № 401, приказываю: 1. Утвердить прилагаемое к настоящему приказу руководство по безопасности при использовании атомной энергии «Рекомендации по подведению баланса ядерных материалов при их физической инвентаризации в зонах баланса материалов и анализу его результатов». 2. Признать утратившим силу приказ Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 14 сентября 2011 г. № 534 «Об утверждении Положения о порядке получения данных по количеству ядерных материалов для подведения их баланса и итогов физической инвентаризации в зонах баланса материалов».
Руководство по безопасности I. Общие положения1. Руководство по безопасности при использовании атомной энергии «Рекомендации по подведению баланса ядерных материалов при их физической инвентаризации в зонах баланса материалов и анализу его результатов» (РБ-065-17) (далее - Руководство по безопасности) разработано в соответствии со статьей 6 Федерального закона от 21 ноября 1995 г. № 170-ФЗ «Об использовании атомной энергии» в целях содействия соблюдению требований пунктов 14, 53, 55 - 60, 65, 68 - 70 федеральных норм и правил в области использования атомной энергии «Основные правила учета и контроля ядерных материалов» (НП-030-12), утвержденных приказом Ростехнадзора от 17 апреля 2012 г. № 255 (зарегистрирован Минюстом России 17 августа 2012 г., регистрационный № 25210 (далее - Основные правила). 2. Настоящее Руководство по безопасности содержит рекомендации Ростехнадзора по подведению баланса ядерных материалов (далее - ЯМ) при проведении их физической инвентаризации (далее - ФИ) в зонах баланса материалов (далее - ЗБМ) и анализу его результатов. 3. Действие настоящего Руководства по безопасности распространяется на деятельность персонала при проведении ФИ ЯМ в ЗБМ для обеспечения государственного учета и контроля ЯМ в организациях, осуществляющих обращение с ЯМ. 4. Для выполнения требований Основных правил могут быть использованы иные способы (методы), чем те, которые содержатся в настоящем Руководстве по безопасности, при обоснованности выбранных способов (методов) для обеспечения безопасности. II. Рекомендации по подведению баланса ядерных
материалов в зонах
|
к руководству по безопасности при |
использовании атомной энергии |
«Рекомендации по подведению баланса |
ядерных материалов при их физической |
инвентаризации в зонах баланса |
материалов и анализу его результатов», |
утвержденному приказом Федеральной |
службы по экологическому, |
технологическому и атомному надзору |
от «11» декабря 2017 г. № 535 |
Объем выборки УЕ задается двумя величинами: пороговым количеством ЯМ в единицах массы (G) и вероятностью обнаружения недостачи (излишка) порогового количества ЯМ - (Р). Эти величины определяются на основании пункта 70 и приложения № 8 Основных правил.
Объем выборки (n) рекомендуется рассчитывать по формуле:
n = [N (1 - (1 - P)1 / [G / x]]+
где [ ]+ - округление до ближайшего большего целого числа;
N - количество УЕ в страте;
G / x - расчетное число УЕ, имеющих недопустимые отклонения по массе ЯМ, хотя бы одна из которых подлежит обнаружению с заданной вероятностью;
х - средняя масса данного ЯМ в одной УЕ данной страты;
G - пороговое количество ЯМ для обнаружения недостачи или излишков ЯМ при подтверждающих измерениях:
3 кг - плутония, урана-233 для ЯМ категорий 1, 2 и 3;
8 кг - урана-235 для ЯМ категорий 1, 2 и 3;
70 кг - урана-235 для низкообогащенного урана (далее - НОУ) (категория 4).
Если масса ЯМ в ЗБМ меньше вышеуказанного значения, то пороговое количество составляет 30 % от массы данного ЯМ в ЗБМ.
Для остальных ЯМ значение порогового количества составляет 5 % от документально зарегистрированного наличного количества данного ЯМ в ЗБМ на момент инвентаризации.
Вероятность обнаружения недостачи или излишка порогового количества ЯМ (G) при подтверждающих измерениях (P) определяется исходя из объема применения СКД к ЯМ.
Вероятность обнаружения недостачи или излишка порогового количества ЯМ
Объем применения СКД к ЯМ |
Вероятность обнаружения не менее |
|
Для категорий 1, 2, 3 |
Для категории 4 |
|
Только пломбы на УЕ |
0,5 |
0,3 |
Только система наблюдения за ЯМ1 |
0,5 |
0,3 |
Пломбы и одно СКД другого вида |
0,25 |
0,09 |
Пломбы и одновременно (n - 1) разных СКД |
(0,5)n |
(0,3)n |
____________
1 Системы наблюдения включают:
автоматизированные технические системы, устройства (мониторы для контроля перемещения ЯМ, доступа персонала в помещения, датчики контроля вскрытия дверей, люков, аварийные сигнализаторы);
технические системы, устройства для теле- или фотонаблюдения с фиксацией происходящих событий.
Пример расчета объема выборки УЕ
Пусть в ЗБМ находятся три страты ЯМ, в каждой из которых содержится 1000 УЕ. Первая и вторая страты представлены одинаковыми УЕ в виде блочков, содержащих металлический высокообогащенный уран (далее - ВОУ) в алюминиевой оболочке. В третью страту выделены УЕ в виде одинаковых блочков, содержащих металлический низкообогащенный уран (далее - НОУ). В каждой из УЕ, содержащих ВОУ и НОУ, находится по 1000 г. изотопа урана-235. Пусть УЕ всех страт в данный МБП не использовались и не проходили учетных измерений. При этом УЕ всех страт в данный МБП находились в опечатанных трубах, но под видеонаблюдением с момента предыдущей ФИ ЯМ были только УЕ второй и третьей страты. Проверка целостности УЕ, а также состояния СКД подтвердила отсутствие несанкционированного доступа к УЕ и результаты проверки были документированы. Исходя из этого в соответствии с таблицей № 1 вероятность обнаружения недостачи (излишка) порогового количества ЯМ для первой страты принимается равной 0,5, а для второй и третьей страт в предположении, что ЯМ этих страт находились еще и под видеонаблюдением, - равной 0,25.
Отношение G / x для первой и второй страт 8000 / 1000 = 8, а для третьей 70000 / 1000 = 70.
Подставив имеющиеся исходные данные в выражение для определения объема выборки для первой страты, получим:
n1 = 1000 [1 - (1 - 0,5)1000 / 8000] = 1000 [1 - (0,5)1 / 8] = 1000·0,0830 = 83,0.
Для второй страты:
n2 = 1000 [1 - (1 - 0,25)1000 / 8000] = 1000 [1 - (0,75)1 / 8] = 1000·0,0353 = 35,3,
но, округляя n2 до ближайшего большего целого, получаем n2 = 36,0.
Для третьей страты:
n3 = 1000 [1 - (1 - 0,25)1000 / 70000] = 1000 [1 - (0,75)1 / 70] = 1000·0,0041 = 4,1,
но, округляя n3 до ближайшего большего целого, получаем n3 = 5,0.
Таким образом, всего должно быть подвергнуто измерениям:
83 + 36 + 5 = 124 УЕ.
к руководству по безопасности при |
использовании атомной энергии |
«Рекомендации по подведению баланса |
ядерных материалов при их физической |
инвентаризации в зонах баланса |
материалов и анализу его результатов», |
утвержденному приказом Федеральной |
службы по экологическому, |
технологическому и атомному надзору |
от «11» декабря 2017 г. № 535 |
Выражение, определяющее ИР для каждого j-го ЯМ, содержащегося в каждом p-м продукте и подлежащего учету и контролю, может быть представлено в виде сумм масс mji со знаками sign(mji):
|
(1) |
где mji - i-я масса j-го ЯМ в компонентах уравнения баланса;
n - Σ число i-х масс j-го ЯМ в компонентах уравнения баланса.
Знак sign(mji) в уравнении означает следующее: когда масса относится к компоненте баланса ФК или УМ, берется знак плюс, когда к компоненте НК или УВ - знак минус.
При этом масса mji в каждом p-м продукте массой Мp определяется исходя из результатов измерений массы продукта, концентрации Сj (массовой доли) ЯМ в продукте массой Мp в соответствии с выражением:
mji = Мp·Cj. |
(2) |
Например, масса изотопа каждом его содержащем продукте p определяется путем вычислений по результатам измерений массы продукта Мp, массовой доли урана CU в продукте, массовой доли изотопа U235 в уране
.
Погрешность в определении массы изотопа U235 в этом случае будет складываться из относительных погрешностей измерений массы продукта Мp, массовой доли урана CU в продукте, массовой доли изотопа U235 в уране :
где , и относительные погрешности измерений, которые складываются из своих относительных случайных и систематических составляющих:
При этом, если принято считать σИР мультипликативной погрешностью измерений (погрешностью, изменяющейся вместе с изменением значений величины, подвергающейся измерениям), предполагающей, что измерениям подвергается каждая из n масс ЯМ, входящих в уравнение баланса ЯМ, то используется метод переноса погрешностей измерений каждой из этих n масс ЯМ с учетом случайных и систематических составляющих погрешностей и возможных корреляций погрешностей измерений ЯМ.
Среднеквадратическая погрешность инвентаризационной разницы σИР в единицах массы определяется как корень квадратный из дисперсии инвентаризационной разницы: σИР = √σ2ИР.
Когда измерения всех масс, входящих в сумму выражения (1), выполнены только на единственных весах (например, при работах в ЗБМ с металлическим торием), дисперсия σ2ИР определяется выражением:
|
(3) |
В этом случае единственный источник неопределенности измерений - весы - в формуле (3) характеризуется случайной составляющей погрешности измерений σran и не исключенной систематической составляющей погрешности измерений σsys в относительных единицах. При этом характеристики погрешностей прибора и методики измерений (далее - МИ) могут различаться. Например, если МИ требует n-кратного повторения измерений, тогда случайная составляющая погрешности измерений по данной МИ будет в корень из n раз меньше соответствующей погрешности прибора.
Если количество источников неопределенностей больше одного и равно K, то σ2ИР определяется суммой:
|
(4) |
где
Сумма берется по всем источникам неопределенностей (погрешностей) МИ и средств измерений (или иных определений) объема (веса) продукта (например, несколько уровнемеров и весов), концентрации ЯМ в продукте (несколько МИ измерений), массовой доли изотопа U235 в уране, если необходимо.
Коэффициенты вклада в σ2ИР от случайной составляющей погрешности каждого прибора для измерения какой-либо характеристики ЯМ определяются суммой квадратов только тех масс, которые были подвергнуты измерениям данным прибором или по данной МИ.
Не исключенная систематическая составляющая погрешности того же прибора (МИ) , определяется не суммой квадратов масс, а квадратом суммы тех же масс с их знаками.
Пример оценки инвентаризационной разницы и ее погрешности
1. Принятые условия задачи
В ЗБМ предприятия по переработке ВОУ-НОУ на начало текущего МБП находилось 3 емкости с массой нетто продукта с ЯМ в каждой из них по 16 кг, измеренной концентрацией U - 95 % и массовой долей U235, равной 40 %. В течение МБП продукт в этих емкостях был преобразован и подвергнут учетным измерениям в период проведения текущей ФИ. При этом было установлено, что масса нетто продукта с ЯМ с измеренной концентрацией U равной 98 % и массовой долей U235 равной 40 % в каждой емкости составляет 15 кг.
В течение МБП в ЗБМ поступило еще 20 контейнеров. Масса нетто продукта с ЯМ в каждом контейнере составила в среднем 18,5 кг, измеренная концентрация U - 98 %, массовая доля U235 равна 65 %.
Все поступившие в ЗБМ продукты были переработаны до окончания МБП и 8 контейнеров переработанных продуктов с массой нетто с ЯМ в каждом контейнере - 65 кг, измеренной концентрацией U - 67,6 % и массовой долей U235, равной 67 % были отправлены в другую организацию.
Отходы, образовавшиеся при использовании продуктов, как находившихся в ЗБМ до начала МБП, так и поступивших в МБП в ЗБМ, были отправлены из ЗБМ в 2 контейнерах для дальнейшей переработки. Масса нетто продукта с ЯМ в каждом контейнере - 25 кг, измеренная концентрация U - 20 %, а массовая доля U235 равна 1 %.
В МБП проводились учетные измерения ЯМ в поступавших, переработанных и отправляемых из ЗБМ продуктах.
Требуется найти ИР и σИР по U, U235 с учетом того, что измерения имели 3 источника неопределенности (весы, методика определения U в продукте и прибор для измерения массовых долей U235 в уране), перекалибровка весов и лабораторных методов не производилась, химический анализ проводился для каждого контейнера, а при определении массы и концентрации ЯМ использовалась мультипликативная математическая модель погрешности измерений.
2. Вычисление ИР
Определение ИР осуществляется в соответствии с уравнением баланса (1).
Данные для определения компонентов уравнения баланса по U и U235 могут быть получены на основе данных о массе нетто продукта, об измеренной массовой доле U в продукте, о массовой доле U235 в U и выражения (2) для расчета масс U, U235.
Исходя из указанного выше условия о наличии в ЗБМ на начало ФИ только 3-х емкостей (n = 3), в которых по результатам учетных измерений в каждой из них находится продукт с ЯМ массой нетто Мp = 15 кг, измеренной массовой долей U в продукте равной 98 % и массовой долей U235 в U равной 40 %, фактические количества U (далее - ФКU) и U235 (далее - ) в ЗБМ, могут быть вычислены в соответствии с выражениями mji = Mp·Cj и соответственно.
Таким образом:
ФКU = nфкmU = 3 (15·0,98) = 44,1 кг;
Количество U и U235, которое находилось в ЗБМ на начало МБП (далее - НКU и соответственно), определяется наличием 3-х емкостей (nнк = 3) с массой нетто продукта с ЯМ в каждой из них Мp = 16 кг. При этом измеренная массовая доля U в продукте равна 95 %, а массовая доля U235 в U равна 40 %. Тогда, в соответствии с указанным:
НКU = nнкmU = 3 (16·0,95) = 45,6 кг;
Увеличение количества U и U235 в ЗБМ в МБП (далее - УВU и соответственно) определяется поступлением 20 контейнеров (nув = 20) с массой нетто продукта с ЯМ в каждом из них Мp = 18,5 кг. При этом измеренная массовая доля U в продукте равна 98 %, а массовая доля U235 в U равна 65 %. Тогда, в соответствии с указанным:
УВU = nувmU = 20 (18,5·0,98) = 362,6 кг;
Уменьшение количества U и U235 в ЗБМ в МБП (далее - УМU и соответственно) определяется отправкой 8 контейнеров (nум1 = 8) с массой нетто продукта с ЯМ в каждом из них Мp = 65 кг и 2-х емкостей (nум2 = 2) с отходами массой нетто в каждой из них Мp = 25 кг. При этом измеренная массовая доля U в отходах равна 20 %, а массовая доля U235 в U равна 1 %. Тогда, в соответствии с указанным:
УМU = nум1mU + nум2mU = 8 (65·0,676) + 2 (25·0,2) = 361,52 кг;
Таким образом, определены значения всех компонентов уравнения баланса и может быть вычислено значение ИР.
ИРU = ФКU - (НКU + УВU - УМU) = 44,1 - (45,6 + 362,6 - 361,52) = -2,58 кг;
= 17,64 - (18,24 + 235,69 - 235,6184) = -0,6716 кг.
3. Определение величины среднего квадратического отклонения ИР
Поскольку измерения ЯМ проводились с использованием трех различных источников погрешностей, то вычисление величины среднего квадратического отклонения ИР (стандартной погрешности) σИР по U и U235 следует производить с использованием выражения (4) и значений масс ЯМ, полученных на основе статистической обработки результатов измерений по каждому компоненту уравнения.
Пусть составляющие погрешности результатов проведенных измерений ЯМ для партий ЯМ, по которым подводится баланс имеют значения, приведенные в таблице № 1.
Примечание. В каждом компоненте баланса подлежат учету составляющие погрешности результатов проведенных измерений ЯМ всех партий ЯМ, которые в МБП или при проведении ФИ подвергались учетным измерениям.
Определение величины дисперсии σ2ИР с использованием выражения (4) предполагает вычисление ее случайной и систематической составляющих.
При этом для упрощения расчетов целесообразным является нахождение этих составляющих по каждому из компонентов уравнения баланса (1) с последующим простым суммированием найденных значений при определении случайной составляющей и суммированием с учетом знака компонента в уравнении баланса в случае определения не исключенной систематической составляющей.
Таблица № 1
Значения погрешностей результатов проведенных измерений ЯМ
Относительные составляющие погрешности результата измерений ЯМ |
Этап пребывания ЯМ в ЗБМ, на котором производились учетные измерения |
||||
Учетные измерения в предыдущий МБП |
Поступление ЯМ в МБП |
Отправка в МБП |
Текущая инвентаризация |
||
Продукция |
Отходы |
||||
Систематическая составляющая погрешности взвешивания σsys1 |
0,001 |
0,001 |
0,001 |
0,001 |
0,001 |
Случайная составляющая Погрешности взвешивания σran1 |
0,0015 |
0,0015 |
0,0015 |
0,0015 |
0,0015 |
Систематическая составляющая определения массовой доли U σsys2 |
0,002 |
0,005 |
0,03 |
0,05 |
0,002 |
Случайная составляющая определения массовой доли U σran2 |
0,004 |
0,01 |
0,01 |
0,008 |
0,004 |
Систематическая составляющая погрешности определения массовой доли U235 в U σsys3 |
0,002 |
0,005 |
0,03 |
0,05 |
0,002 |
Случайная составляющая погрешности определения массовой доли U235 в U σran3 |
0,004 |
0,01 |
0,01 |
0,008 |
0,004 |
3.1 Случайные составляющие σ2ИР компонентов уравнения баланса
Таким образом, случайные составляющие дисперсий результатов измерения ФКU и в соответствии с (4) и с учетом того, что mU и во всех 3-х емкостях одинаковы, могут быть определены следующим образом.1
Для U:
Для U235:
Аналогично могут быть определены случайные составляющие дисперсий результатов измерений всех оставшихся компонент уравнения баланса.
Для U:
Для U235:
Для U:
Для U235:
.
Для U:
Для U235:
Суммарная величина случайной составляющей дисперсии результатов измерений масс U будет иметь следующее значение:
Суммарная величина случайной составляющей дисперсии результатов измерений масс U235 будет иметь следующее значение:
____________
1 Здесь и далее, когда суммируемые массы одинаковы, сложение заменено умножением.
3.2 Систематические составляющие σ2ИР компонентов уравнения баланса
Систематические составляющие дисперсий результатов измерений масс ЯМ по компонентам уравнения баланса можно определить следующим образом.
Систематическая составляющая дисперсии результатов измерений масс U в компоненте ФК:
Систематическая составляющая дисперсии результатов измерений масс U235 в компоненте ФК:
Систематическая составляющая дисперсии результатов измерений масс U в компоненте НК:
Систематическая составляющая дисперсии результатов измерений масс U235 в компоненте НК:
Систематическая составляющая дисперсии результатов измерений масс U в компоненте УВ:
Систематическая составляющая дисперсии результатов измерений масс U235 в компоненте УВ:
Систематическая составляющая дисперсии результатов измерений масс U в компоненте УМ:
Систематическая составляющая дисперсии результатов измерений масс U235 в компоненте УМ:
=
Интегральное значение систематической составляющей дисперсии результатов измерений масс U будет определяться в соответствии с выражением:
Интегральное значение систематической составляющей дисперсии результатов измерений масс U235 будет определяться в соответствии с выражением:
В соответствии с выражением (4) дисперсия ИР может быть найдена путем суммирования ее случайной и систематической составляющих.
Для U:
Для U235:
Исходя из полученных значений σ2ИР, величины среднеквадратических отклонений (погрешности) ИР в соответствии с выражением σИР = √σ2ИР будут равны:
Полученные значения ИР и σИР, наряду с другими величинами, определяемыми в пункте 69 Основных правил, используются при анализе результатов ФИ для выявления возможных аномалий в учете и контроле ЯМ.
к руководству по безопасности при |
использовании атомной энергии |
«Рекомендации по подведению баланса |
ядерных материалов при их физической |
инвентаризации в зонах баланса |
материалов и анализу его результатов», |
утвержденному приказом Федеральной |
службы по экологическому, |
технологическому и атомному надзору |
от «11» декабря 2017 г. № 535 |
Условиями проведения анализа приняты условия задачи, рассмотренной в приложении № 2 настоящего Руководства по безопасности, в соответствии с которыми основными исходными данными будут следующие:
ФИ ЯМ проводилась в ЗБМ промышленной ядерной установки по переработке ВОУ-НОУ, содержащей ЯМ категории 1;
перерабатываемые и переработанные продукты содержат такие ЯМ, как U и U235;
учетным измерениям в МБП или при ФИ подвергались все ЯМ поступающие, убывающие и находящиеся в ЗБМ в продуктах переработки;
при подведении баланса по результатам ФИ ЯМ получены следующие значения модулей ИР по U и U235: |ИР|U = 2,58 кг, = 0,6716 кг;
значения среднеквадратических отклонений ИР соответственно равны = 1,44 кг, = 1,4 кг.
В соответствии с пунктом 69 Основных правил, определяющим значения масс ЯМ, которые должны сравниваться с ИР масс ЯМ при анализе результатов ФИ ЯМ в ЗБМ промышленной ядерной установки, определено, что заключение об обнаружении аномалии в учете и контроле ЯМ может быть сделано при установлении факта превышения полученным значением модуля ИР минимального (порогового - П) из следующей совокупности значений масс ЯМ:
утроенного среднеквадратического отклонения (стандартной погрешности) определения ИР для U и для U235 - 3σир;
2 % от количеств U и U235, которые подверглись учетным измерениям в данный МБП;
значения массы по U235 для данной ЗБМ - 8 кг.
Утроенная стандартная погрешность определения ИР для U будет иметь следующее значение 3 = 3·1,44 = 4,32 кг, а для U235 - 3 = 3·1,4 = 4,2 кг.
Количество ЯМ, преобразованного и подвергнутого учетным измерениям за данный МБП, можно определить либо как количество ЯМ, которое было истрачено из числа НК, имевшегося на начало МБП, плюс количество ЯМ, которое было истрачено из числа УВ, поступившего за МБП, то есть НКпр + УВпр, либо как количество ЯМ, которое было преобразовано за МБП и осталось в ЗБМ на момент текущей инвентаризации ФКпр, плюс количество ЯМ УМпр, которое было преобразовано и отправлено из ЗБМ за МБП, то есть ФКпр + УМпр.
Исходя из результатов решения задачи приложения № 3 настоящего Руководства по безопасности = 44,1 кг, = 17,64 кг, = 361,52 кг, = 235,6184 кг. На основании указанных значений ФКпр и УМпр получим следующие величины:
.
Анализ совокупности значений масс ЯМ, определенной выше для сравнения со значениями модуля ИР, показывает, что минимальными значениями и для U и для U235 будут значения утроенной стандартной погрешности определения ИР 3σИР.
Сравнение |ИР|U = 2,58 кг с 3 =4,32 кг показывает, что |ИР|U < 3, а, следовательно, аномалии в учете и контроля U не наблюдается.
Сравнение = 0,6716 кг с 3 = 4,2 кг показывает, что < 3, а, следовательно, аномалия в учете и контроля U235 также отсутствует.
Правила определения пороговых величин, используемых при принятии решений о наличии или отсутствии аномалий в учете и контроле ЯМ основной учитываемой номенклатуры, с которыми в МБП или при ФИ выполнялись учетные измерения, представлены в таблице.
Пороговые количества
ЯМ основной учитываемой номенклатуры,
используемые при принятии решения о наличии или отсутствии аномалии в
учете и контроле ЯМ
Ядерный материал |
Пороговое количество П для ядерных установок |
|
промышленных |
исследовательских |
|
Pu, U233 в ЗБМ с ЯМ категорий 3 и 4 |
П = min[2 % (mФК + mУМ); 3σир] |
П = min[3 % (mФК + mУМ); 3σир] |
U, Th в ЗБМ с ЯМ любых категорий |
||
U235 в продуктах с массовой долей U235 в U не более природного в ЗБМ с ЯМ любых категорий |
||
ЯМ в облученных продуктах |
||
Pu, U233 в ЗБМ, отнесенной к ЗБМ с ЯМ 1 и 2 категории |
П = min[2 % (mФК + mУМ); 3σир; 3000 г по U233] |
П = min[3 % (mФК + mУМ); 3σир; 3000 г по U233] |
Pu, U233, ВОУ, НОУ в ЗБМ, отнесенной к ЗБМ с ЯМ 1 и 2 категории |
П = min[2 % (mФК + mУМ); 3σир; 3000 г по Pu, U233; 8000г по U235] |
П = min[3 % (mФК + mУМ); 3σир; 3000 г по Pu, U233; 8000 г по U235] |
Pu, U233, НОУ, ВОУ в уран- плутониевом растворе в ЗБМ, отнесенной к ЗБМ с ЯМ 1 и 2 категории |
П = min[2 % (mФК + mУМ); 3σир; 3000 г по Pu, U233; 8000г по U235] |
П = min[3 % (mФК + mУМ); 3σир; 3000 г по Pu, U233; 8000 г по U235] |
Pu, U233, ВОУ, НОУ в ЗБМ, отнесенной к ЗБМ с ЯМ 3-й категории |
П = min[2 % (mФК + mУМ); 3σир; 8000 г по U235] |
П = min[3 % (mФК + mУМ); 3σир; 8000 г по U235] |
Pu, U233, ВОУ, НОУ в ЗБМ, отнесенной к ЗБМ с ЯМ 4-й категории |
П = min [2 % (mФК + mУМ); 3σир; 70000 г пo U235] |
П = min[3 % (mФК + mУМ); 3σир; 70000 г пo U235] |
Уран-плутониевые растворы в ЗБМ радиохимического завода с ЯМ любой категории |
П = min[2 % (mФК + mУМ); 3σир; 8000 г по Pu, U233; 50000 г по U235] |
П = min[3 % (mФК + mУМ); 3σир; 8000 г по Pu, U233; 50000 г по U235] |
к руководству по безопасности при |
использовании атомной энергии |
«Рекомендации по подведению баланса |
ядерных материалов при их физической |
инвентаризации в зонах баланса |
материалов и анализу его результатов», |
утвержденному приказом Федеральной |
службы по экологическому, |
технологическому и атомному надзору |
от «11» декабря 2017 г. № 535 |
Пример применения метода определения и анализа
кумулятивной суммы
инвентаризационной разницы
Детерминированные компоненты во временных рядах можно особенно наглядно и эффективно выделить с помощью метода кумулятивных карт (метода CUSUM).
Основные принципы применения контрольных карт кумулятивных сумм (далее - CUSUM-карт), методы их построения, а также основные правила принятия решений устанавливает ГОСТ Р ИСО 7870-4-2013.
Реализация метода в случае рассмотрения изменения во времени значения ИР ЯМ заключается в следующем. Значения ИР ЯМ, получаемые в результате целого ряда плановых ФИ в ЗБМ, постоянно суммируются с учетом знака. Затем полученная от начала наблюдений до соответствующего момента времени сумма ИР наносится на график CUSUMm(ИР) = Σ ИРi (i = 1, m; m - номер последнего МБП).
Пока отдельные разности ИРi от i случайно рассеиваются под влиянием только σИР, кумулятивная сумма остается постоянной во времени. Если имеют место систематические потери (или приобретения) небольших количеств ЯМ, они действуют на кумулятивную сумму CUSUMm и вызывают ее отклонение от постоянного значения в ту или иную сторону.
При правильном выборе масштаба в изображении CUSUMm даже небольшие смещения в пределах ±σИР можно распознать уже через несколько точек. Контрольные карты для таких кумулятивных сумм ИР целесообразно строить так, чтобы величина 2σИР на оси ординат и временной отрезок между двумя последовательными измерениями ИР (то есть МБП) имели одинаковый масштаб. При таком выборе случайные колебания проявятся так, что небольшие смещения CUSUMm в пределах ±2σИР дадут линию под углом 45° относительно горизонтали.
Если за каждый МБП потери составляли σИР, то, например, за шесть МБП потери составят 6σИР, исследуя не ИР, а кумулятивную (накопленную) сумму ИР можно выявить потери (смещение), опираясь на то, что вклад в CUSUM от смещения растет пропорционально номеру МБП, а вклад от сумм значений ИР разных знаков за много МБП уменьшается или, во всяком случае, не растет так быстро, на чем собственно основан метод CUSUM, и что и показано ниже на примере.
Основное правило принятия решений заключается в построении на CUSUM-карте V-маски и определении значимых изменений при выходе точек кривой CUSUM за линии V-маски. Существуют три различных формы масок, они идентичны по принципу построения и действию: полная V-маска, усеченная V-маска и параллельная маска. Наиболее распространенная из них - усеченная V-маска.
Схематическое изображение усеченной V-маски или шаблона V-маски приведено на рис. 1. Отрезки АВ и АС называют интервалами решений и обозначают Н, а линии BD, СЕ - разрешающими линиями.
Рис. 1. Шаблон усеченной V-маски:
Н = АВ = АС = 5σ - интервалы решений; 2Н = DF = FE = 10σ;
d = 10 - число выборочных интервалов; СЕ и BD -
разрешающие линии
Для удобства работы на местах с CUSUM-картой применяют шаблон V-маски, который можно сделать из прозрачного пластика, плотной бумаги или пленки. На практике для построения шаблона от оси AF, проходящей параллельно горизонтальной оси CUSUM-карты, откладывают отрезки Н = АБ = АС = 5σ перпендикулярно AF. На расстоянии d = 10 выборочных интервалов влево от точки А, перпендикулярно оси AF откладывают отрезки FD = FE = 10σ. Значения 5σ и 10σ могут быть найдены на основе вычисленных значений стандартной погрешности а исследуемой случайной величины и масштабного множителя. Шаблон применяют, помещая опорную точку А на любую нанесенную точку на контрольной карте. Рекомендуется выбирать последнюю нанесенную на карту точку, но это может быть и точка в любом предыдущем интервале. Если какая-либо из предшествовавших точек окажется вне наклонных разрешающих линий BD и СЕ (или их продолжений), то это сигнал о значимом отклонении процесса от целевого значения. Если вся кривая CUSUM находится между лучами, то существенного сдвига нет. Характер линии графика проверяется с помощью V-образной проверочной маски по каждой точке.
В качестве примера рассмотрим следующий.
С целью проверки предположений о возможном наличии аномалии в учете и контроле ЯМ в виде систематических потерь ЯМ по результатам проведения ежемесячных плановых ФИ в ЗБМ с ЯМ 1-й категории получены значения ИР ЯМ и CUSUM(ИР), приведенные в таблице № 1.
Таблица № 1
Значения ИР ЯМ и CUSUM(ИР) в единицах σИР
Месяц года, на первое число которого проводится ФИ |
ИР - инвентаризационная разница в единицах σИР |
CUSUM(ИР) - кумулятивная сумма инвентаризационных разниц в единицах σИР |
Декабрь (не показан на графиках) |
-0,54751 |
-0,54751 |
Январь |
-2,06548 |
-2,61299 |
Февраль |
0,405371 |
-2,20762 |
Март |
0,034378 |
-2,17324 |
Апрель |
-0,3147 |
-2,48794 |
Май |
0,784457 |
-1,70349 |
Июнь |
-1,3731 |
-3,07659 |
Июль |
-0,66195 |
-3,73854 |
Август |
-1,23375 |
-4,97229 |
Сентябрь |
-2,01923 |
-6,99152 |
Октябрь |
-2,22695 |
-9,21847 |
Ноябрь |
-2,22695 |
-9,56342 |
Декабрь |
0,179201 |
-9,38422 |
Графики изменения значений ИР и CUSUM(ИР) в соответствии с данными таблицы № 1 представлены на рис. 1 и рис. 2 соответственно.
Изготовлен шаблон усеченной V-образной проверочной маски в виде равнобедренной трапеции с высотой d = 10 выборочных интервалов и основаниями равными 10σИР и 20σИР соответственно. При этом каждый выборочный интервал соответствует МБП.
Пример наложения V-маски на график CUSUM(ИР) представлен на рис. 3.
Рис. 1. График изменения значений ИР по месяцам года
Рис. 2. График изменения значений CUSUM(ИР) по месяцам года
Рис. 3. Пример наложения V-масок на графике CUSUM(ИР)
Совмещение шаблона V-маски с точками кривой позволяет выявить из данной совокупности критические точки, которые указывают на начало возникновения значительного сдвига величины ИР. Как видно, при совмещении шаблона V-маски с точкой 10 точка CUSUM5 выпадает за пределы растра маски. Это указывает на возникновение значительного сдвига по данному параметру, необходимость проведения расследования и принятия соответствующих мер.
Анализ графика CUSUM с использованием V-маски в некоторых случаях может дополняться идентификацией 4 или более последовательных точек, монотонно убывающих значений CUSUM(ИР). Но в этом случае необходимо задавать целевое значение ИР.
к руководству по безопасности при |
использовании атомной энергии |
«Рекомендации по подведению баланса |
ядерных материалов при их физической |
инвентаризации в зонах баланса |
материалов и анализу его результатов», |
утвержденному приказом Федеральной |
службы по экологическому, |
технологическому и атомному надзору |
от «11» декабря 2017 г. № 535 |
СОДЕРЖАНИЕ