19957

Исследовательские реакторы ИРТ-2000 (проект) и ИРТ-МИФИ

Лекция

Физика

Рассмотреть ядерный исследовательский реактор как источник излучений для реакторных испытаний. Познакомить слушателей с техническими характеристиками исследовательских реакторов Российской Федерации. Обосновать выбор реакторов для последующего детального рассмотрения. Дать общие представления о проекте типового исследовательского реактора ИРТ-2000 и рассмотреть возможности реактора ИРТ-МИФИ.

Русский

2013-08-13

28.79 KB

31 чел.

Конспект занятия 5.

Цель.

Рассмотреть ядерный исследовательский реактор как источник излучений для реакторных испытаний. Познакомить слушателей с техническими характеристиками исследовательских реакторов Российской Федерации.  Обосновать выбор реакторов для последующего детального рассмотрения. Дать общие представления о проекте типового исследовательского реактора ИРТ-2000 и рассмотреть возможности реактора ИРТ-МИФИ.

План.

1.  Исследовательский реактор как источник излучений.

2. Исследовательские ядерные реакторы Российской Федерации.

3. Исследовательские реакторы ИРТ-2000 (проект) и ИРТ-МИФИ.

    Ядерный реактор как источник излучений весьма "богат": это и по диапазону энергий излучений и по их интенсивности и по  качественным показателям, и, наконец, по характеру изменений потоков излучений во времени.

    В нашем случае вопрос монохроматичности излучений отодвигается на второй план, так как  основная задача реакторных испытании состоит в том, чтобы определить ресурс изделия или свойство материала     при   суммарном    воздействии    реакторных излучений на объект испытаний. Естественно, что в определенных случаях, когда в результате испытаний выявлены эффекты, физическая сущность которых может быть понята при использовании потоков излучений с определенными, заранее известными качественными характеристиками, такие испытания могут быть поставлены.

    Основными показателями реактора как источника излучения является его нейтронный поток и энергетический спектр нейтронов. Для реакторных испытаний достаточно провести весьма "грубое" разделение исследовательских реакторов по энергиям нейтронов на тепловые, промежуточные и быстрые. Такое разделение неточно, так как в зависимости от местоположения облучательного устройства в конкретном канале реактора, заполнении канала и даже от конструкционных материалов, из которых  выполнена установка, зависит энергетический спектр нейтронного потока, падающего  на испытуемый образец.

Табл. 2.1

Название. Предприятие. Место. Тип.

Мощность

(МВт)

Год пуска

1

ИР-8. РНЦ КИ. Москва. Бассейновый

8

1957

2

ВВР-М. ПИЯФ. Гатчина. Бассейновый

18

1959

3

БР-10. ФЭИ. Обнинск. Быстрый, жидкометаллический.

10

1960

4

СМ. ГНЦ РФ НИИАР. Димитровград. Корпусной.

100

1961

5

ВВР-Ц. Филиал НИФХИ. Обнинск. Бассейновый.

15

1964

6

ВК-50. ГНЦ РФ НИИАР. Димитровград. Корпусной, кипящий.

200

1965

7

МИР. ГНЦ РФ НИИАР. Димитровград. Канальный.

100

1966

8

ИВВ-2М. СФ НИКИЭТ. Заречный. Бассейновый.

15

1966

9

ИРТ. МИФИ. Москва. Бассейновый.

2,5

1967

10

ИРТ-Т. НИИЯФ ТПИ. Томск. Бассейновый.

6

1967

11

БОР-60 (опытный). ГНЦ РФ НИИАР. Димитровград. Быстрый, жидкометаллический.

60

1969

12

РБТ-6. ГНЦ РФ НИИАР. Димитровград. Бассейновый.

6

1975

13

РБТ-10/1. ГНЦ РФ НИИАР. Димитровград. Бассейновый.

10

1983

14

РБТ-10/2. ГНЦ РФ НИИАР. Димитровград. Бассейновый.

10

1983

    В табл. 2.1. представлены действующие в настоящее время исследовательские реакторы России [6]. . Зарубежные реакторы близки к отечественным по перечисленным параметрам.

   В дальнейшем мы рассмотрим исследовательские реакторы 3-х типов: тепловые, промежуточные и быстрые. Наш интерес к ним будет сосредоточен на возможностях их использования для проведения реакторных испытаний.

     Наиболее подробно рассмотрим реакторы:

-ИРТ-2000 и ИВВ-2, как примеры реакторов на тепловых нейтронах;

- на промежуточных нейтронах СМ-2;

- на быстрых нейтронах БР-10,

- реактор МИР, специально приспособленный для испытания тепловыделяющих  сборок (ТВС).

    По-видимому, не следует считать, что какой-то из перечисленных реакторов как источник   излучения "плохой" из-за малости потока или отсутствия тепловой части нейтронного спектра. В конкретном случае постановки реакторного эксперимента каждый из них более или менее удобен.

    Реактор ИРТ-2000 (исследовательский реактор тепловой, мощностью 2000 кВт) предназначен для проведения научно-исследовательских работ в   НИИ  и   ВУЗах.   Он  является   самым   дешевым,  надежным    и безопасным в работе устройством подобного типа.

    Экспериментальные направления, которые могут развиваться на ИРТ:

1) измерение нейтронных сечений;

2) гамма-спектроскопия;

3) опыты по дифракции и поляризации нейтронов;

4) изучение замедляющих свойств смесей;

5) действие излучения на вещества;

6) радиационная химия;

7) радиационная генетика.

    Реактор ИРТ - бассейнового типа. Активная зона размещена в водяном бассейне, и циркуляция осуществляется с помощью эжектора при расходе 175 л/час. Теплоносителем и замедлителем является монодистилят воды.

   Активная зона реактора содержит 24 кассеты, критическая масса по урану 235 -3,17кг. Кампания 1,2 года при мощности 2 МВт. Рассматриваются вопросы повышения мощности до 5 МВт, что повысит максимальный поток до 10 14   н./см 2 с.   

1

2

3

5

6

7

8

9

10

12

14

16

17

18

19

11

21

20

22

4

Тип

(Плотность

потока)*109 н/см2с

Тип

(Плотность

потока)*109 н/см2с

1

ВЭК

2000

12

ГЭК- горизонтальный

1,5

2

ГЭК

1,5

13

ВЭК- вертикальный

1000

3

ВЭК

730

14

ГЭК

1,0

4

ГЭК

2,2

15

ВЭК

420

5

ВЭК

1000

16

ЦЭК- центральный

16000

6

ГЭК

1,5

17

ВЭК

370

7

ВЭК

1000

18

АЗ- активная зона

8

ГЭК

1,4

19

ВЭК

260

9

ВЭК

810

20

КЭК- касательный

0,6

10

ГЭК

10

21

ТК- тепловая колонна

2,0

11

ВЭК

2500

22

Биологическая

защита

 

  На базе проекта ИРТ-2000 разработано несколько модификаций. Изменения в основном коснулись конфигурации активной зоны, материалов замедлителя нейтронов, отражателя, системы охлаждения и используемых ТВС.

    Реактор ИРТ-МИФИ является базовой установкой АЦ МИФИ (Атомный центр МИФИ). Это единственный атомный реактор в РФ, работающий в составе многопрофильного учебного заведения.

    После проведения ряда модернизаций в соответствии с рекомендациями Института атомной энергии им. И.В.Курчатова (ИАЭ), контроля радиационной обстановки в комплексе реактора и окружающей среды тепловая мощность реактора установлена 2,5 МВт.

    Реактор находится под контролем государственных органов надзора и МАГАТЭ.

    За 40 лет в различных формах учебной работы на реакторе и в его исследовательских комплексах участвовали более 17 тысяч студентов МИФИ. Более 7 тысяч школьников, студентов, сотрудников других организаций и вузов в форме лекций-экскурсий ознакомились со спецификой эксплуатации и использования реактора. Результаты научных исследований на ИРТ отражены в 120 диссертациях, 15 из которых- докторские, опубликованы в более чем 2000 научных статей [7].

    Гетерогенный водо-водяной реактор на тепловых нейтронах ИРТ-МИФИ сооружен в соответствии с типовым проектом ТП-3304М. Активную зону составляют тепловыделяющие сборки ИРТ-2М и ИРТ-3М.

    Режим работы реактора определяется требованиями экспериментальных программ. Как правило, реактор эксплуатируется недельными циклами по 100 часов с годовым временем работы на мощности до 5000 часов.

    Запас реактивности и суммарная эффективность органов компенсации реактивности обеспечивают возможность эксплуатации реактора без перегрузки ТВС до энергровыработки 140 МВт-суток.

     Радиационная безопасность обеспечивается следующими барьерами:

- матрица твэлов обладает слабой способностью растворения в воде,

- защитная оболочка твэла из алюминиевого сплава позволяет своевременно обнаружить дефектную ТВС и удалить ее из активной зоны реактора из-за значительного интервала времени поступления продуктов деления в теплоноситель.

- вода бассейна реактора.

- железобетонный бассейн реактора, облицованный алюминием и закрытый защитной крышкой.

- замкнутая конструкция физического зала.

    На рис.2.1 представлен вид на активную зону ИРТ-МИФИ с экспериментальными каналами и распределение нейтронных потоков  по вертикальным (ВЭК), горизонтальным (ГЭК) и касательному (КЭК) каналам.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

83356. Засоби зв’язку речень у тексті. Складання розповіді за малюнком і кінцівкою 39 KB
  Мета: узагальнити систематизувати знання учнів про текст розвивати уміння систематизувати зібраний матеріал добирати потрібні засоби для поширення речень вчити дітей уважно слухати і відповідати на питання; збагачувати словниковий запас розвивати звязки мовлення; виховувати любов до рідної природи...
83357. Написання стислого переказу «Старий пень» 54 KB
  Мета. Вдосконалювати вміння учнів послідовно і стисло передавати зміст тексту, виділяти головне, суттєве, усуваючи другорядні деталі. Розвивати навички мовленнєвої діяльності. Виховувати почуття дружби. Тип уроку: урок вдосконалення вмінь і навичок.
83358. Повторення вивченого про прикметник. Спостереження за роллю прикметників у мовленні 94 KB
  Хто це Чому ви думаєте що це осінь Доведіть свою думку. Які слова допомогли вам уявити осінь Як називаються словащо означають ознаки предмета Які у вас виникають асоціації коли ви чуєте слово осінь Дощ вітер падолист багрянець ключ золото краса сум.
83359. Тренувальні вправи на використання прикметників у мовленні. Опис тварини 80.5 KB
  Мета уроку. Закріплювати знання про прикметник, про роль прикметників в усному і писемному мовленні, удосконалювати вміння учнів складати речення з прикметниками, працювати над удосконаленням орфографічної грамотності, вчити визначати відмінки, розвивати образне мислення. Виховувати любов до природи.
83360. Зв’язок прикметників з іменниками в реченні. Повторення вивченого про прикметники у мовленні 48.5 KB
  Мета: повторити раніше вивчені відомості про прикметник; закріплювати в учнів поняття про прикметник як частину мови, про його роль у мовленні; розвивати мову, спостережливість, інтерес до навчання; виховувати любов до природи.
83361. Частини мови. Займенник. Розвиток пізнавальної компетентності в учнів 4 класу на уроках української мови 77.5 KB
  Морська трава – дуже корисний продукт харчування. В морській траві багато вітамінів, необхідних дітям, щоб рости великими і дужими. З морської трави можна готувати салати, закуски, варити суп. Крім того, з морської трави можна виготовляти папір і тим самим зберігати ліси.
83362. Зв’язок прикметників з іменниками в реченні. Визначення роду і числа прикметників за іменниками. Складання усної розповіді про прикметник за поданим планом 78.5 KB
  Мета. Розширити знання учнів про граматичний і смисловий зв’язок прикметників з іменниками; розпізнавати рід і число прикметників за значеннями іменників; розвивати вміння будувати зв’язні розповіді на граматичні теми, робити висновки та узагальнення; збагачувати активний словник учнів...
83363. Повторення вивченого про прикметник як частину мови 71 KB
  Мета: створити змістовні та організаційні умови для актуалізації знань про прикметник; сприяти усвідомленню учнями граматичного і змістовного зв’язку прикметника з іменником; забезпечити розвиток уміння вживати прикметники у власному мовленні й на письмі; допомогти учням усвідомити лексичне...
83364. Відмінювання іменників у множині 77.5 KB
  Мета: розширювати знання учнів про відмінювання іменників у множині; вчити правильно утворювати і використовувати у мовленні форми іменників у місцевому відмінку множини з прийменниками; розвивати мовлення дітей, збагачувати словниковий запас учнів; виховувати пізнавальний інтерес,прагнення вивчати мову.