FR2971616A1 - Cover shock absorber for package utilized for transporting radioactive materials, has insulating partitions made of layers of self-extinguishing material that produces intumescent ash while burning, where partitions define housing - Google Patents
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Abstract
Description
CAPOT AMORTISSEUR POUR EMBALLAGE DE TRANSPORT ET ENSEMBLE DE TRANSPORT DE MATIERES RADIOACTIVES COMPORTANT UN TEL CAPOT AMORTISSEUR L'invention concerne un capot amortisseur pour emballage de transport, notamment de matières radioactives, ainsi qu'un ensemble de transport de matières radioactives comprenant un tel capot amortisseur. Dans le domaine du transport de matières radioactives, des emballages spéciaux sont utilisés pour limiter le rayonnement et éviter la contamination de l'environnement. The invention relates to a shock absorbing cover for transport packaging, in particular for radioactive materials, as well as a transport assembly for radioactive materials comprising such a shock absorbing cover. . In the field of the transport of radioactive materials, special packaging is used to limit the radiation and to avoid contamination of the environment.
Ces emballages doivent résister aux épreuves réglementaires telles que des chutes sur une surface indéformable d'une hauteur pouvant atteindre jusqu'à 9 m, une chute d'une hauteur de 1 m sur une barre en acier de dimension normalisée, ou un incendie à une température de 800`C pendant une demi-heure consécu tif aux épreuves de chute. Ces emballages sont protégés contre les chutes par des capots amortisseurs. Ces capots doivent aussi assurer une protection thermique de l'emballage contre l'épreuve d'incendie. Il est connu d'utiliser des capots amortisseurs comprenant une structure faite de blocs de bois permettant d'amortir les chocs. De tels capots sont généralement recouverts d'une enveloppe en acier inoxydable. En cas de chute sur un poinçon, l'enveloppe en acier inoxydable est susceptible de se déchirer et de rendre la structure en bois du capot amortisseur vulnérable au feu. Un incendie pourrait alors se propager à tout le capot amortisseur et faire courir le risque d'un échauffement excessif de l'emballage de transport de matières radioactives. Il existe des capots équipés de cloisons internes métalliques. Ces cloisons, en se déformant, créent des efforts parasites nuisibles au bon comportement amortisseur des capots. Il est également connu de protéger les emballages par des tôles antipoinçonnement. Ces tôles présentent l'inconvénient d'alourdir significativement les ensembles de transport. C'est à ces inconvénients qu'entend remédier l'invention en proposant un nouveau capot amortisseur pour un emballage de matières radioactives permettant d'améliorer la résistance au feu du capot. A cet effet, l'invention concerne un capot amortisseur pour un emballage de transport, notamment de matières radioactives, comprenant un logement de réception d'une partie au moins de l'emballage de transport de matières radioactives, et comprenant une structure amortissante comportant une pluralité de blocs de bois. Ce capot amortisseur est caractérisé en ce que la structure amortissante comporte en outre des cloisons d'isolation, réalisées en des couches de matériau auto-extinguible qui se consume en produisant une cendre intumescente, et qui définissent des logements dans lesquels les blocs de bois sont insérés. Grâce à l'invention, la résistance du capot amortisseur aux agressions extérieures est améliorée. Les cloisons d'isolation permettent d'éviter que des hautes températures se propagent en trop forte proportion à la structure amortissante et à l'emballage, grâce aux propriétés de ralentissement du feu de la cendre intumescente produite par la combustion des cloisons. Selon des aspects avantageux mais non obligatoires de l'invention, un tel capot amortisseur peut incorporer une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises dans toute combinaison techniquement admissible : - Le matériau dont sont faites les cloisons d'isolation est amortissant. Par matériau amortissant, on entend un matériau dont la contrainte moyenne de résistance à l'écrasement est comprise entre 1 MPa et 70 MPa, la contrainte de résistance à l'écrasement ne variant pas de plus d'un facteur 2 sur une plage de déformation correspondant à une réduction de 30% de sa dimension, selon une direction parallèle à la direction d'écrasement. - Le matériau dont sont faites les cloisons d'isolation est une mousse en matériau synthétique, notamment en polyuréthane. - Les cloisons d'isolation sont des films enveloppant les blocs de bois. - Le capot est de forme générale cylindrique. - Le capot comporte une pluralité de blocs de bois logés dans des logements définis par des secteurs angulaires s'étendant entre des cloisons d'isolation s'étendant dans des directions radiales autour d'un axe central du capot. - Le capot comporte, sur une couronne périphérique, au moins deux couches de blocs de bois étagées selon un axe central du capot et séparées par une cloison d'isolation. - Le fond du logement de réception de l'emballage comporte une cloison d'isolation dont l'épaisseur est comprise entre 1 et 20 cm, de préférence égale à 10 cm. - Le capot comporte des moyens de fixation à l'emballage de transport de matières radioactives. L'invention concerne également un ensemble de transport, notamment de matières radioactives, comportant un emballage de transport. Cet ensemble de transport est caractérisé en ce qu'un capot amortisseur tel que mentionné ci-dessus est monté sur chaque face d'extrémité de l'emballage de transport en recouvrant cette face d'extrémité. These packagings must withstand regulatory tests such as falling on a dimensionally stable surface up to 9 m high, falling 1 m high on a standard dimension steel bar, or a fire at a minimum. temperature of 800 ° C for half an hour consecutive to drop tests. These packages are protected against falls by damping hoods. These covers must also provide thermal protection of the packaging against the fire test. It is known to use damping hoods comprising a structure made of wooden blocks for damping shocks. Such covers are generally covered with a stainless steel casing. In the event of a fall on a punch, the stainless steel casing is susceptible to tearing and rendering the wooden structure of the damper hood vulnerable to fire. A fire could then spread to the entire bumper cover and run the risk of excessive heating of the transport package of radioactive material. There are hoods with metal internal partitions. These partitions, by deforming, create parasitic forces detrimental to the good damping behavior of the hoods. It is also known to protect the packaging by anti-pinning sheets. These sheets have the disadvantage of significantly increasing the transport sets. It is these drawbacks that the invention intends to remedy by proposing a new damping cover for a packaging of radioactive materials to improve the fire resistance of the hood. For this purpose, the invention relates to a damping cowl for a transport packaging, in particular of radioactive materials, comprising a housing for receiving at least a portion of the packaging for transporting radioactive materials, and comprising a damping structure comprising a plurality of wooden blocks. This damping hood is characterized in that the damping structure further comprises insulation walls, made of layers of self-extinguishing material which burns producing an intumescent ash, and which define housing in which the wooden blocks are inserted. Thanks to the invention, the resistance of the damping hood to external aggressions is improved. Insulation walls help to prevent high temperatures from spreading too much to the damping structure and packaging, due to the slow-down properties of the intumescent ash produced by the combustion of the partitions. According to advantageous but non-mandatory aspects of the invention, such a damping hood may incorporate one or more of the following features, taken in any technically permissible combination: The material from which the insulation partitions are made is damping. By damping material is meant a material whose average compressive strength is between 1 MPa and 70 MPa, the crush resistance stress not varying more than a factor 2 over a deformation range corresponding to a reduction of 30% of its dimension, in a direction parallel to the direction of crushing. - The material of which the insulation walls are made is a foam made of synthetic material, in particular polyurethane. - Insulation walls are films wrapping wood blocks. - The hood is generally cylindrical. - The cover comprises a plurality of wooden blocks housed in housings defined by angular sectors extending between insulation walls extending in radial directions about a central axis of the cover. - The cover comprises, on a peripheral ring, at least two layers of wood blocks staggered along a central axis of the cover and separated by an insulation wall. - The bottom of the receiving housing of the package comprises an insulation wall whose thickness is between 1 and 20 cm, preferably equal to 10 cm. - The cover comprises fastening means to the package for transporting radioactive material. The invention also relates to a transport assembly, in particular of radioactive materials, comprising a transport packaging. This transport assembly is characterized in that a damping hood as mentioned above is mounted on each end face of the transport packaging by covering this end face.
D'autres caractéristiques de l'invention apparaîtront plus clairement à la lumière de la description qui va suivre d'un capot amortisseur conforme à son principe, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif et faite en référence aux dessins annexés dans lesquels : la figure 1 est une coupe transversale d'un ensemble de transport de matériaux radioactifs comprenant deux capots amortisseurs conformes à l'invention, montés sur un emballage de transport, - la figure 2 est une vue en perspective éclatée du capot amortisseur situé en partie basse de la figure 1. Un ensemble E de transport de matériaux radioactifs est représenté sur la figure 1. Cet ensemble comprend un emballage 2 de matières radioactives, de forme globalement cylindrique à section circulaire centrée autour d'un axe longitudinal X-X'. L'emballage 2 comporte un corps 21 et un couvercle 23 adapté pour fermer le corps 21 et être fixé sur le corps au moyen de vis 25. L'emballage 2 est destiné à contenir des matériaux radioactifs quels qu'ils soient. Pour éviter la propagation de radiations, l'emballage 2 comporte des couches de divers matériaux tels que du plomb, de l'acier, ou des matériaux neutrophages. L'emballage 2 présente, selon l'axe X-X', deux faces planes opposées 211 et 231. Les extrémités de l'emballage 2 au voisinage des faces 211 et 231 sont chacune logées dans un capot amortisseur 4 qui recouvre l'une de ces faces d'extrémité. Sur la figure 1, deux capots amortisseurs 4 sont représentés, orientés dans deux directions opposées et montés sur l'emballage 2 au voisinage des faces 211 et 231 pour former l'ensemble E. Chaque capot amortisseur 4 définit un logement 41 de réception d'une des faces 211 et 231 de l'emballage 2. Le logement 41 est sensiblement de forme cylindrique à section circulaire afin de s'adapter de façon suffisamment rigide à l'emballage 2. Les capots 4 sont de forme cylindrique à section circulaire centrée autour d'un axe X4 qui coïncide avec l'axe X-X' en configuration assemblée de l'ensemble E. Afin d'amortir les chocs en cas de chute de l'ensemble de transport E, le capot amortisseur 4 comprend une structure amortissante 42, comprenant des blocs de bois séparés par des cloisons d'isolation. Le bois utilisé peut notamment être du tilleul, du balsa ou toute autre essence permettant d'obtenir l'amortissement désiré. Les fibres du bois sont orientées de façon judicieuse de façon à optimiser le comportement des blocs quelle que soit la direction de chute. Les cloisons d'isolation sont réalisées en un matériau qui présente des caractéristiques chimiques améliorant la résistance au feu du capot 4. Afin de protéger les blocs de bois de la structure amortissante du feu, les cloisons d'isolation sont réalisées en un matériau auto-extinguible et/ou ininflammable. Other features of the invention will appear more clearly in the light of the following description of a damping hood according to its principle, given solely by way of non-limiting example and with reference to the accompanying drawings in which: the FIG. 1 is a cross-section of a radioactive material transport assembly comprising two damping hoods in accordance with the invention, mounted on a transport packaging; FIG. 2 is an exploded perspective view of the damping hood situated in the lower part of FIG. 1. A set E for the transport of radioactive materials is shown in FIG. 1. This set comprises a package 2 of radioactive materials, of generally cylindrical shape with a circular section centered around a longitudinal axis X-X '. The package 2 comprises a body 21 and a cover 23 adapted to close the body 21 and be fixed on the body by means of screws 25. The package 2 is intended to contain any radioactive materials. To prevent the propagation of radiation, the package 2 comprises layers of various materials such as lead, steel, or neutron-absorbing materials. The packaging 2 has, along the axis X-X ', two opposite planar faces 211 and 231. The ends of the package 2 in the vicinity of the faces 211 and 231 are each housed in a damping hood 4 which covers one of these end faces. In FIG. 1, two damping hoods 4 are shown, oriented in two opposite directions and mounted on the package 2 in the vicinity of the faces 211 and 231 to form the assembly E. Each damping hood 4 defines a housing 41 for receiving one of the faces 211 and 231 of the package 2. The housing 41 is substantially cylindrical in shape with a circular section in order to adapt sufficiently rigidly to the package 2. The covers 4 are cylindrical in shape with a circular section centered around an axis X4 which coincides with the axis XX 'in the assembled configuration of the assembly E. In order to dampen shocks in the event of a fall of the transport assembly E, the damping hood 4 comprises a damping structure 42, comprising wooden blocks separated by insulation partitions. The wood used may be especially linden, balsa or any other gasoline to obtain the desired damping. The wood fibers are judiciously oriented in order to optimize the behavior of the blocks whatever the direction of fall. The insulation walls are made of a material which has chemical characteristics improving the fire resistance of the hood 4. In order to protect the wooden blocks of the fire damping structure, the insulation partitions are made of a self-supporting material. extinguishable and / or non-flammable.
Le matériau dont sont faites les cloisons d'isolation est avantageusement une mousse auto-extinguible. Cette mousse produit, lorsqu'elle se consume, une cendre intumescente. Autrement dit, la combustion de cette mousse produit une cendre dont le volume est supérieur au volume initial de la mousse consumée. Cette cendre permet d'isoler du feu les parties de mousse non encore consumées et de priver la flamme de combustible et d'oxygène. Cette mousse permet donc, en cas d'incendie, de protéger les blocs de bois de la structure amortissante 42 des capots amortisseurs. La cendre intumescente permet également de remplir les interstices créés lors des chutes ou qui peuvent exister entre les cloisons de mousse et les blocs de bois du capot amortisseur 4. The material from which the insulation partitions are made is advantageously a self-extinguishing foam. This foam produces, when consumed, an intumescent ash. In other words, the combustion of this foam produces an ash whose volume is greater than the initial volume of the foam consumed. This ash makes it possible to isolate the parts of foam not yet consumed from the fire and to deprive the flame of fuel and oxygen. This foam therefore makes it possible, in case of fire, to protect the wooden blocks of the damping structure 42 of the damping hoods. The intumescent ash also makes it possible to fill the interstices created during the falls or that can exist between the foam partitions and the wooden blocks of the damping hood 4.
De cette façon, cette mousse fournit à la fois un amortissement satisfaisant des chocs, a des propriétés d'auto-extinction et protège les blocs de bois d'une élévation de température trop importante. La mousse produisant la cendre intumescente peut être une mousse de type polyuréthane, ou tout autre type de mousse présentant cette caractéristique. Cette mousse peut avantageusement être la mousse « last-a-foam » commercialisée par la société General Plastic. Selon un aspect optionnel de l'invention, le matériau dont sont faites les cloisons d'isolation est un matériau amortissant. Le capot 4 comprend une pluralité de cloisons d'isolation 43 planes et orientées dans des plans radiaux par rapport à l'axe X4. Chacune des cloisons 43 est reliée à deux cloisons 43 adjacentes par des cloisons 45 orientées parallèlement à l'axe X4 selon un arrangement sensiblement circulaire. Les cloisons 43 et 45 sont en contact avec une plaque ou cloison périphérique 47 en forme de couronne plane ou d'anneau qui s'étend perpendiculairement à l'axe X4. Au centre des cloisons 45, une plaque ou cloison centrale 49, de forme sensiblement circulaire, constitue le fond du logement de réception 41. Les cloisons 43, 45 et les plaques 47 et 49 définissent des logements dans lesquels les blocs de bois de la structure amortissante sont insérés. Des blocs 400 de bois sont intercalés dans les secteurs angulaires qui séparent chaque cloison 43 de deux cloisons 43 adjacentes, et ont une forme correspondant à ces secteurs angulaires. Un bloc de bois central 402 de forme cylindrique à section circulaire occupe l'espace défini par les cloisons 45 et la plaque centrale 49. Sur le pourtour du logement de réception 41, le capot 4 comporte une deuxième série de cloisons d'isolation radiales 51 orientées de façon similaire aux cloisons radiales 43. Entre ces cloisons 51, des blocs de bois 404, de forme similaire aux blocs 400, sont intercalés dans les secteurs angulaires délimités entre deux cloisons 51 autour de l'axe X4. In this way, this foam provides both a satisfactory damping shock, has self-extinguishing properties and protects wood blocks from excessive temperature rise. The foam producing the intumescent ash may be a polyurethane type foam, or any other type of foam having this characteristic. This foam may advantageously be the "last-a-foam" foam marketed by General Plastic. According to an optional aspect of the invention, the material of which the insulation partitions are made is a damping material. The cover 4 comprises a plurality of isolation partitions 43 planed and oriented in radial planes with respect to the axis X4. Each of the partitions 43 is connected to two adjacent partitions 43 by partitions 45 oriented parallel to the axis X4 in a substantially circular arrangement. The partitions 43 and 45 are in contact with a plate or peripheral partition 47 in the form of a flat ring or ring which extends perpendicularly to the axis X4. In the center of the partitions 45, a central plate or partition 49, of substantially circular shape, constitutes the bottom of the receiving housing 41. The partitions 43, 45 and the plates 47 and 49 define housings in which the wooden blocks of the structure damping are inserted. Blocks 400 of wood are interposed in the angular sectors which separate each partition 43 from two adjacent partitions 43, and have a shape corresponding to these angular sectors. A circular block of central wood block 402 occupies the space defined by the partitions 45 and the central plate 49. On the periphery of the receiving housing 41, the cover 4 comprises a second series of radial insulation partitions 51 similarly oriented to the radial partitions 43. Between these partitions 51, blocks of wood 404, similar in shape to the blocks 400, are interposed in the angular sectors delimited between two partitions 51 about the axis X4.
Les blocs de bois 400 et 404 constituent deux couches d'amortissement étagées selon l'axe X4 sur une couronne périphérique du capot 4 et séparées par la cloison d'isolation 47. Le nombre de couches de ce type peut être supérieur à deux, en fonction de la taille et du poids de l'emballage à protéger. The blocks of wood 400 and 404 constitute two layers of damping staggered along the axis X4 on a peripheral ring of the cover 4 and separated by the partition wall 47. The number of layers of this type can be greater than two, in depending on the size and weight of the packaging to be protected.
L'épaisseur des cloisons peut être adaptée en fonction de leurs caractéristiques d'amortissement et de protection contre le feu. Le nombre de secteurs angulaires délimités par deux cloisons 51 est compris entre 8 et 20. Selon un aspect optionnel, la cloison 49, qui est en contact direct avec l'emballage 2, présente une épaisseur e49 supérieure à celle des autres cloisons d'isolation, comprise entre 1 et 20 cm de préférence égale à 10 cm. Ceci permet de fournir une protection mécanique et thermique supérieure, de protéger le système de fermeture de l'emballage 2, et d'éviter l'emploi d'une tôle « anti-poinçonnement » sur le capot 4. La cloison 49 permet donc un gain significatif de masse. A titre d'exemple, pour un emballage 2 d'un diamètre de 200 mm, les cloisons 43 et 45 ont de préférence une épaisseur de 10 mm et la cloison 49 une épaisseur de 25 mm. Pour un emballage d'un diamètre de 1500 mm, les cloisons 43 et 45 sont de préférence une épaisseur de 50 mm et la cloison 49 une épaisseur de 100 mm. L'épaisseur e49 de la cloison 49 vaut de préférence deux fois celle des cloisons 43 et 45. Le capot 4 comporte une enveloppe protectrice étanche 52, avantageusement en acier inoxydable qui recouvre ses surfaces externes, ainsi que le logement de réception 41. Une partie 53 de l'enveloppe 52, de forme plane et circulaire, recouvre la partie externe du capot 4 opposée au logement de réception 41. A l'opposé de cette partie 53, une plaque d'enveloppe 55 en forme de couronne recouvre une surface externe en couronne formée par des surfaces externes 4040 des blocs de bois 404 et des tranches 510 des cloisons d'isolation 51 sur le pourtour du logement 41. L'enveloppe protectrice 52 comporte également une partie annulaire latérale 57 parallèle à l'axe X4 et qui entoure les surfaces cylindriques externes du capot 4. La partie 57 est solidaire de la partie 53. En outre, les surfaces du logement 41 sont également recouvertes par une partie d'enveloppe protectrice, qui peut être solidaire de la plaque 55, et qui comprend un fond 59 et une bande circulaire 61. Les cloisons d'isolation 43, 45, 47, 49 et 51 et les blocs de bois 400, 402 et 404 forment ensemble, à l'intérieur de l'enveloppe protectrice 52, la structure amortissante 42 du capot 4. La plaque d'enveloppe 55 porte, sur le pourtour du logement 41, des vis de fixation 551, dont une partie s'insère dans des trous 405 ménagés dans les blocs de bois 404. L'autre partie des vis 551 est filetée et dépasse à l'extérieur des blocs 404. The thickness of the partitions can be adapted according to their characteristics of damping and protection against fire. The number of angular sectors delimited by two partitions 51 is between 8 and 20. According to an optional aspect, the partition 49, which is in direct contact with the package 2, has a thickness e49 greater than that of the other insulation walls. between 1 and 20 cm, preferably equal to 10 cm. This makes it possible to provide superior mechanical and thermal protection, to protect the closure system of the package 2, and to avoid the use of an "anti-punching" sheet on the cover 4. The partition 49 thus allows a significant gain in mass. By way of example, for a package 2 with a diameter of 200 mm, the partitions 43 and 45 preferably have a thickness of 10 mm and the partition 49 has a thickness of 25 mm. For a package with a diameter of 1500 mm, the partitions 43 and 45 are preferably a thickness of 50 mm and the partition 49 a thickness of 100 mm. The thickness e49 of the partition 49 is preferably twice that of the partitions 43 and 45. The cover 4 comprises a sealed protective envelope 52, advantageously made of stainless steel which covers its external surfaces, as well as the receiving housing 41. 53 of the casing 52, of flat circular shape, covers the outer portion of the cover 4 opposite to the receiving housing 41. Opposite this portion 53, a crown-shaped casing plate 55 covers an outer surface in a ring formed by external surfaces 4040 of the wooden blocks 404 and slices 510 of the insulating partitions 51 around the periphery of the housing 41. The protective envelope 52 also comprises a lateral annular portion 57 parallel to the axis X4 and which surrounds the outer cylindrical surfaces of the cover 4. The portion 57 is integral with the portion 53. In addition, the surfaces of the housing 41 are also covered by a protective envelope portion, which may be 54 of the plate, and which comprises a bottom 59 and a circular band 61. The isolating partitions 43, 45, 47, 49 and 51 and the wooden blocks 400, 402 and 404 together form, within the protective casing 52, the damping structure 42 of the cover 4. The casing plate 55 carries, on the periphery of the housing 41, fixing screws 551, a part of which is inserted in holes 405 formed in the blocks of The other portion of the screws 551 is threaded and protrudes outside the blocks 404.
Lors du montage des capots amortisseurs 4 sur l'emballage 2, les vis 551 s'insèrent dans des brides 27 qui s'étendent en saillie d'une paroi externe 29 de l'emballage 2 radialement par rapport à l'axe X-X'. Les brides 27 comportent à cet effet des alésages percés parallèlement à l'axe X-X'. Des écrous 553 vissés sur les vis 551 permettent de verrouiller la fixation des capots amortisseurs 4 sur l'emballage 2. Selon une variante non représentée de l'invention, les cloisons d'isolation peuvent être des films ou de fines couches de matériau enveloppant les blocs de bois 400, 402 et 404. De tels films peuvent être analogues à ceux qui sont couramment utilisés dans le bâtiment pour la protection contre les incendies notamment pour les joints de porte et le calfeutrement. Selon des variantes non représentées de l'invention, les blocs de bois et les cloisons d'isolation du capot amortisseur 4 peuvent présenter des structures et des géométries différentes dans le cadre de l'invention. La forme du capot amortisseur 4 peut également être différente de la forme circulaire présentée ci-dessus, par exemple de forme parallélépipédique, et s'adapter à différentes formes d'emballage 2 de matériaux radioactifs. Les caractéristiques de l'invention peuvent être adaptées aux différents types d'emballage décrits dans les normes et aux différentes normes ou règles concernant les emballages de transports de matières radioactives. When assembling the damping hoods 4 on the package 2, the screws 551 fit into flanges 27 which project from an outer wall 29 of the package 2 radially with respect to the X-X axis. . For this purpose, the flanges 27 comprise bores pierced parallel to the axis X-X '. Nuts 553 screwed on the screws 551 make it possible to lock the fixing of the damping hoods 4 on the packaging 2. According to a not shown variant of the invention, the insulation partitions may be films or thin layers of material enveloping the wood blocks 400, 402 and 404. Such films can be similar to those commonly used in the building for fire protection including door seals and caulking. According to non-represented variants of the invention, the wooden blocks and the insulation partitions of the damping cover 4 may have different structures and geometries within the scope of the invention. The shape of the damping hood 4 may also be different from the circular shape presented above, for example of parallelepipedal shape, and adapt to different forms of packaging 2 of radioactive materials. The features of the invention can be adapted to the different types of packaging described in the standards and to the different standards or rules concerning transport packages of radioactive materials.
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