3.2.2.2 Физика, техника, облучательные технологии и безопасность ядерных реакторов

Результаты основной деятельности

Исследовательский реакторный комплекс ОАО «ГНЦ НИИАР» оказывает комплексные услуги сторонним организациям, в том числе и зарубежным. Важнейшими направлениями исследований реакторного исследовательского комплекса являются:

  • получение экспериментальных данных по физике, теплофизике, теплогидравлике, выходу и распространению продуктов деления, поведению материалов твэлов и ТВС, необходимых для верификации расчётных программ и обоснования безопасности действующих реакторов института, разработок и предложений по новым реакторам;
  • моделирование аварийных и переходных режимов эксплуатации твэлов и ТВС, исследованияих характеристик в различных режимах;
  • разработка методов и технических средств для исследования ТВС, твэлов и их фрагментов в аварийных условиях в реакторах и радиационно-защитных камерах;
  • разработка и исследования средств для диагностики состояния ядерных энергетических установок и безопасной их эксплуатации.

Исследовательский реакторный комплекс включает в себя пять реакторных установок, основные показатели работы которых за отчётный период приведены ниже.

Основные показатели работы реакторов в 2012 году

Внутриреакторные исследования конструкционных, топливных материалов и макетов твэлов, ТВС и элементов активных зон ядерных энергетических установок

Исследования, проведённые в реакторах СМ и РБТ-6:

  • испытания образцов блочного и матричного графита реакторной установки ГТ-МГР;
  • исследования влияния облучения на длительную прочность и кратковременные механические свойства стали Х18Н9 и металла её сварных швов, подвергнутых термическому старению в процессе эксплуатации;
  • исследования ползучести топлива на основе диоксида урана с регламентированной микроструктурой для реакторов типа ВВЭР;
  • исследования ползучести и кратковременных механических свойств сплава ВЖ-159 в условиях нейтронного облучения;
  • исследования макетов твэлов с карбонитридным топливом, материалов радиационной защиты, конструкционных материалов для элементов активной зоны с целью выбора материалов и конструктивных характеристик реакторной установки мегаваттного класса космического назначения;
  • ускоренные испытания макетов твэлов с карбонитридным топливом для обоснования проекта реакторной установки мегаваттного класса космического назначения;
  • высокодозные испытания тугоплавких материалов на основе сплавов молибдена и ускоренные испытания образцов оболочек твэлов реакторной установки мегаваттного класса космического назначения;
  • методическая отработка и испытания материалов радиационной защиты (гидрид лития, карбид бора различного состава) для реакторной установки мегаваттного класса космического назначения;
  • испытания макетов органа регулирования и ускоренные испытания макетов твэлов с альтернативным топливом, а также реакторные высокодозные испытания тугоплавких материалов на основе сплавов молибдена в рамках проекта реакторной установки мегаваттного класса космического назначения.

Исследования, проведённые в реакторе МИР:

  • ресурсные испытания трёх петлевых ТВС для атомных станций малой мощности и плавучих энергоблоков;
  • дооблучение в составе облучательного устройства «УДОТ» ТВС с твэлами из петлевой ТВС транспортной ядерной энергети- ческой установки до глубокого выгорания топлива;
  • исследования перспективных твэлов, в том числе с оболочками из модифицированных циркониевых сплавов и оболочками из сплава 42ХНМ с уменьшенной толщиной стенки, в составе облучательного устройства «Гирлянда»;
  • эксперимент с моделированием скачка мощности на выгоревшем топливе для усовершенствованных реакторов ВВЭР-ТОИ на полномасштабных твэлах со сплошной таблеткой из отработавших ТВС;
  • испытания петлевой ТВС на основе металлокерамических твэлов транспортных ядерных энергетических установок;
  • облучение образцов опытного низкоактивируемого титанового сплава марки ПТ-542 для исследования его механических свойств;
  • испытания экспериментальных твэлов ТВС с квадратной решёткой (ТВС-Квадрат) в петлевой установке с параметрами PWR;
  • подготовка петлевой установки ПГ-1 к проведению реакторных испытаний твэлов реакторной установки мегаваттного класса космического назначения.

В реакторе БОР-60 выполнены и проводятся следующие экспериментальные работы:

  1. Научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы для обоснования проектных решений по реакторной установке СВБР-100:
  • испытания сталей 10Х15Н9С3Б1-Ш, 04Х15Н11С3МТ-ВИ, ЦТ-24У в температурных диапазонах: 320–340, 420–465, 500–550 °С;
  • испытания макетов твэлов в составе семитвэльной экспериментальной ТВС;
  • испытания оболочек твэлов из стали ЭП823-Ш для обоснования длительной прочности материала;
  • низкотемпературные испытания образцов стали ЭП823-Ш для разработки рекомендаций по режимам отжига активной зоны реакторной установки СВБР;
  • реакторные испытания до ресурсных флюенсов макетов рабочих источников нейтронов реакторной установки СВБР.
  1. Научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы для обоснования проектных решений по реакторной установке БРЕСТ-ОД-300:
  • испытания макетов пэлов из карбида бора и гафната диспрозия до ресурсных флюенсов;
  • испытания образцов сталей ЭП302-Ш, ЦТ-24У, 09Г2С, 08Г2С при температуре 420–470 °С;
  • испытания образцов стали ЭП823-Ш на ползучесть в температурных диапазонах 420–470 и 500–550 °С.
  1. Научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы для обоснования новых циркониевых сплавов:
  • исследования влияния облучения на структуру, механические и коррозионные свойства оболочечных труб из сплавов системы Zr-Nb-Sn-Fe-O;
  • исследования ползучести и радиационного роста сплава Э-110 (опт.) на основе губчатого циркония;
  • исследования ползучести,радиационного роста, механических свойств и структуры образцов оболочечных труб из сплавов Э-110 (опт.), Э-125 (опт.), Э-110М и Э-635М.
  1. Наработка изотопной продукции, в том числе стронция-89 и гадолиния-153.

Модернизация реакторной экспериментальной базы реакторного исследовательского комплекса

В рамках программы «Повышение безопасности и эффективности экспериментальной базы ОАО „ГНЦ НИИАР”» в 2012 году выполнены следующие работы:

  1. Разработан проект модернизации центральной зоны реактора СМ.
  2. Разработана проектная документация на модернизацию петлевых установок ПВ-2, ПВК-2 реактора МИР.
  3. Разработаны проекты введения в цепь аварийной защиты реакторных установок сигналов от системы контроля сейсмических явлений.
  4. Выполнен монтаж и пуск системы вибродиагностики главных циркуляционных электрических насосов первых контуров охлаждения реакторных установок МИР и РБТ-10.
  5. Установлены системы автоматического пожаротушения и сигнализации в здании дизельных электростанций реакторных установок СМ и РБТ-6.
  6. Приобретены и смонтированы автоматические системы пожарной сигнализации, оповещения и управления эвакуацией в зданиях реакторных установок.
  7. Приобретено следующее оборудование:
  • графитовые подшипники и разгрузочные диски для техни- ческого перевооружения главных циркуляционных электрических насосов и насосов первых контуров охлаждения реакторных установок с целью продления их ресурса;
  • аппаратура для модернизации системы управления и защиты реакторной установки РБТ-10/2;
  • два автомобильных дизель-генератора;
  • четыре дизель-генератора;
  • пять высоконапорных мотопомп с комплектами быстромонтируемых пластиковых труб с металлическими быстроразборными фланцами;
  • резервные средства мобильной связи для всех пультов управления исследовательских ядерных реакторов;
  • устройство для контроля плотности потока нейтронов СУЗ реактора МИР;
  • компьютерные системы для замены на технологических участках и рабочих местах персонала устаревших ПЭВМ, не отвечающих требованиям современных норм;
  • средства измерений параметров в первых контурах охлаждения реакторных установок;
  • огнестойкое напольное покрытие для замены пластиката на путях эвакуации персонала из зданий реакторных установок МИР и РБТ-10;
  • первичные средства пожаротушения и защиты: пожарные рукава, порошковые огнетушители, самоспасатели, пожарные извещатели;
  • мощные системы кондиционирования для всех пультов управления исследовательских ядерных реакторов.