В МИФИ завершают разработку установки контроля урана для топлива реактора ВТГР
Прибор неразрушающим способом определяет, сколько урана в партии топливных компактов, прежде чем их поставят в тепловыделяющие сборки. Сам реактор ВТГР пока на стадии проектирования.
Национальный исследовательский ядерный университет МИФИ завершает разработку экспериментальной установки, которая измеряет содержание урана в топливных компактах без их разрушения. Компакты предназначены для высокотемпературного газоохлаждаемого реактора (ВТГР), который станет основой атомной энерготехнологической станции (АЭТС). Проект ведёт научная группа под руководством доцента кафедры теоретической и экспериментальной физики ядерных реакторов Татьяны Борисовны Алеевой.
Реактор ВТГР тепловой мощностью 200 МВт должен вырабатывать высокопотенциальное тепло для крупномасштабного производства водорода: гелий на выходе из активной зоны нагревается до 850 °C. Сам реактор пока на стадии проектирования, а топливо для него уже изготовлено. Это графитовые цилиндры высотой 5 см и диаметром 12,5 мм. Внутри каждого около четырёх тысяч микротвэлов диаметром меньше миллиметра — шариков с кернами из диоксида урана в многослойной керамической оболочке.
Главная задача — понять, сколько урана содержится в партии компактов. Микротвэлы могут различаться по диаметру и количеству, в отдельном микротвэле может быть не та масса урана, а обогащение может отличаться от заявленного. Поэтому нужен точный контроль.
Принцип работы такой: партию облучают внешним источником нейтронов, которые вызывают деление урана. Регистрация нейтронов деления показывает интенсивность отклика, а по нему — количество урана. Источник нейтронов — графитовый куб массой около 3 тонн с плутоний-бериллиевым радиоизотопным источником. Нейтроны со средней энергией около 4,5 МэВ замедляются в графите и попадают в измерительную полость с компактами. Над кубом установлен блок детектирования на гелиевых счётчиках в полиэтиленовом замедлителе. Между ними стоит кадмиевый экран, который поглощает тепловые нейтроны от внешнего источника и снижает фон.
В наших экспериментах практически все измерения относительные. Мы сравниваем наш отклик с откликом от стандартного образца, который уже проверен и аттестован. И если отклик в нашей измерительной системе меньше, чем отклик от стандартного образца, значит, урана "не доложили
Самым сложным при конструировании, по словам Татьяны Алеевой, было выбрать материалы и геометрию измерительной системы, а также источник и его положение. Для этого провели предварительные нейтронно-физические расчёты и эксперименты.
Установка позволит проверять содержание урана в партии свежих топливных компактов перед их помещением в тепловыделяющие сборки (ТВС). Это важный этап технологической цепочки производства топлива для будущего реактора ВТГР.
Комментарии
Пока никто не написал. Будьте первым.