Биологическая защита реактора
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
° сухой защиты 720 мм, высота 4200 мм, масса - 107 тонн.
Использование в составе боковой защиты серпентинитового бетона, хорошо сохраняющего в процессе эксплуатации в химически связанном виде воду и обладающего большой радиационной стойкостью (до интегральных значений потока 1, 51020 нейтрон/см2 с энергией нейтронов свыше 0,8 Мэв), позволяет в достаточной мере удовлетворять требованиям по нейтронной защите. Кроме того, применение серпентинитового бетона обеспечивает формирование поля тепловых нейтронов внутри бетона для нормальной работы ионизационных камер системы АКНП.
Через сухую защиту и ферму проходят также 6 труб для охлаждения бетона шахты. На вертикальную внутреннюю часть сухой защиты и облицовку бетонной шахты устанавливается теплоизоляция цилиндрической части корпуса реактора.
2.1.9 Теплоизоляция верхнего блока
Теплоизоляция верхнего блока предназначена для уменьшения потерь с верхнего блока реактора. Представляет собой сборно - секционную конструкцию, состоящую из трёх секторов, заполненных матами из стекловолокна (рис. 36). Секторы тепловой изоляции облицованы листами из углеродистой стали. Облицовка обеспечивает непопадание влаги на внутреннюю поверхность сектора. Тепловая изоляция устанавливается на внутреннее кольцо сильфона. Место стыка тепловой изоляции с кольцом сильфона уплотнено асбестовым шнуром.
Основные данные теплоизоляции:
Температура со стороны корпуса реактора - 310 С;
Температура на наружной поверхности тепловой изоляции - 60 С.
2.2 Расчет биологической и радиационной защиты ядерного реактора
.2.1 Описание установки
Реактор устанавливается в бетонной шахте, являющейся частью биологической защиты от излучения от активной зоны и обеспечивает надежное закрепление реактора и его теплоизоляцию. Реактор устанавливается в шахту при помощи кольцевой опоры. На реактор крепится бак водной защиты. Охлаждение бака производится циркуляцией воды через специальные каналы бака.
Активная зона реактора имеет высоту 4.3 метра, а диаметр 3.2 метра. В качестве бокового отражателя выступает теплоноситель и материалы шахты, выгородки и корпуса.
Сверху активной зоны имеется плита бетонная, служащая торцевой биологической зашиты для персонала проводящего работы в центральном зале реактора.
Необходимо спроектировать такую защитную композицию, чтобы она по своему материальному составу и толщинам слоёв обеспечивала снижение плотности потока ионизирующих излучений от активной зоны, обладающей указанными выше параметрами, до таких значений, при которых мощность дозы за последним слоем не будет превышать установленную в НРБ-99 величину [P] = 6 мкЗв/ч. Кроме того, спроектированная защита должна удовлетворять условию непревышения допустимого значения эквивалентной годовой дозы облучения [D] = 20мЗв и условию непревышения флюенсом нейтронов за 60 лет работы на корпусную сталь допустимого значения для данного сорта стали. Также требуется сделать вывод о необходимости введения искусственного охлаждения слоя бетона по величине энерговыделения в слое бетона: если эта величина будет превышать рекомендованное значение Qv = , то искусственное охлаждение обязательно.
2.2.2 Исходные данные для расчета
МВт - тепловая мощность ядерного реактора;
м - диаметр активной зоны;
м - высота активной зоны;
- среднее объемное тепловыделение в активной зоне;
- среднее обогащение в активной зоне по ;
2.2.3 Расчетная схема
Рис. 38 Расчетная схема
Рис. 39 Слои защиты реактора
2.2.4 Результаты расчета
Расчет проводится в программном комплексе Анисн.
Рис. 40 Распределение плотности потоков нейтронов, гамма-квантов и энерговыделения по биологической защите реактора
Рис. 41 Таблица результатов
Выводы:
)Суммарная мощность дозы нейтронов и гамма-квантов за защитой составляет менее 5.9 мкЗв/ч Согласно НРБ-99, максимально допустимая мощность дозы должна составлять (с учётом коэффициента запаса 2) 6 мкЗв/ч . Условие непревышения допустимой мощности дозы за защитой выполнено.
) Флюенс нейтронов на корпус за 60 лет составит , что не превышает максимально допустимый для железного корпуса флюенса
[F] =
)Согласно графику на рис.40, максимальное энерговыделение в слое бетона составляет , что не превышает значения , свыше которого обязательно требуется искусственное охлаждение бетонного слоя.
)Согласно графику на рис.40, объёмная плотность энерговыделения
в АЗ 120 приблизительно соответствует заданной величине.
Таким образом, спроектированная защита отвечает требованиям НРБ-99 и обеспечивает работоспособность основных конструкционных материалов.
2.3 Исследование конструкционных материалов
.3.1 Основные реакции и продукты
Наведенная активность конструкционных и защитных материалов, оборудования, и примесей теплоносителя ядерных установок может определяться десятками радионуклидов - продуктов активации, образующихся в разных количествах по реакциям (n,?), (n,p), (n,?), (n,d), (n,2n), (n,n`).
Преобладающим среди них является процесс радиационного захвата на тепловых и эпитепловых нейтронах.
Наведенная активность зависит от плотности потока и энергетического спектра нейтронов, величины соответствующего сечения активации, содержания химических элементов в материалах, относительного содержания изотопа мишени в химическом