Рисунок 6. Трехмерная модель ИР мощностью 1 МВт
Рисунок 7. Трехмерная модель ИР мощностью 10 МВт
Рисунок 8. Трехмерная модель ИР мощностью 20 МВт
4. Дальнейшее развитие проектов перспективных исследовательских реакторов в составе ЦЯИ
Выполненные разработки явились первым шагом на пути продвижения экспортных предложений ОАО "НИКИЭТ" по тематике ИР и требуют продолжения и расширения проектно-конструкторских проработок.
Согласно планам НИОКР на 2011г. на основе проведенных на первом этапе работ, анализа современных и перспективных направлений использования ИР и потребностей зарубежного рынка разрабатываются два варианта ИР бассейнового типа в составе ЦЯИ: с естественной циркуляцией теплоносителя через активную зону малой мощности (до 1 МВт) и с принудительной циркуляцией теплоносителя, масштабируемый по мощности (10‑20 МВт). В разрабатываемых ИР используется серийно производимое, подтвердившее высокую надёжность топливо на уране низкого обогащения: ТВС ВВР-М2 для ИР мощностью до 1 МВт и ИРТ-4М для ИР мощностью 10-20 МВт.
В объеме технических предложений реакторных установок (РУ) с водо-водяным бассейновым ИР малой и средней мощностей разрабатываются инженерно-конструктивные решения реакторов, включая компоновки активных зон и отражателя, схемы их охлаждения, системы обращения с облученными изделиями, принципиальные схемы РУ, а также определяется стоимость разработки проектной документации, изготовления оборудования, сопровождения сооружения и ввода в эксплуатацию РУ.
В таблице 2 приведены основные потребительские характеристики активных зон разрабатываемых в настоящий момент исследовательских реакторов.
5. Создание базовых проектов ЦЯИ с перспективными исследовательскими реакторами
Дальнейшая деятельность в этом направлении направлена на создание проектов ИР в составе центров ядерных исследований, ориентированных по комплексу решаемых задач на конкретные потребности потенциальных зарубежных заказчиков. Наработанные материалы составляют основу для последующих этапов развития базовых проектов ЦЯИ:
- выбор комплектации экспериментальных установок и лабораторий, входящих в состав ЦЯИ;
- определение состава, научно-производственного, технологического и инфраструктурного обеспечения изотопного производства, производства радиационного легирования кремния, обеспечения материаловедческих исследований;
- оценка стоимости научно-производственного, технологического и инфраструктурного обеспечения ЦЯИ в соответствии с функциональным назначением;
- совместная разработка с проектной организацией проектных материалов ЦЯИ.
Таблица 2. Характеристики активных зон исследовательских реакторов
Наименование параметра | Значение параметра для ИР | |
Тип ТВС | Трубчатого типа, НОУ (UO2 + Al, 19,7 % по 235U) | |
Тепловая мощность, МВт | ≤ 0,5 | 10-20 |
Высота активной зоны, мм | 600 | 600 |
Отражатель | бериллий | |
Замедлитель | деминерализованная вода | |
Теплоноситель | ||
Циркуляция | естественная | принудительная, сверху вниз |
Максимальная плотность потока тепловых нейтронов в активной зоне, ´10 14 см -2×c -1, не менее | 0,2 | 3,2 |
Максимальная плотность потока тепловых нейтронов в отражателе, ´10 14 см -2×c -1, не менее | 0,1 | 2 |
"Качество" ИР - приведённая на единицу мощности плотность потока тепловых нейтронов, ´10 14 (1/(см2×с))/МВт | около 0,4 | 0,32 |
Количество горизонтальных экспериментальных каналов | 4 | 4-5 |
Количество вертикальных экспериментальных каналов | 4 | ≤ 24 |
Среднее выгорание топлива в выгружаемой ТВС, % | 50 | 50 |