НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЕ РАЗРАБОТКИ

Очень важным для будущей эксплуатации реактора ПИК можно считать прогресс в новом определении ресурса корпуса реактора ПИК. Проведенные расчеты показали, что установленный проектом срок три эффективных года занижен. Работа продолжается.

Созданный в ПИЯФ функционально-технологический моделирующий комплекс реактора ПИК [1] представляет собой программный комплекс математической модели реактора, который позволяет моделировать широкий спектр эксплуатационных условий и процессов в режиме реального или ускоренного времени. В качества иллюстративной попытки моделирования динамики тепловых процессов были проведены исследования подготовки реактора к пуску в зимнее время. Интерес к этим исследованиям обусловлен тем обстоятельством, что заброс холодной воды при пуске насосов приводит к заметным скачкам температуры и реактивности. В результате исследований определены скорость изменения температуры воды в контурах реактора при включении их в работу, время установления стационарных режимов и температуры на каждой стадии работы контуров.

Смоделированный порядок включения насосов позволяет снизить термические напряжения в элементах контуров и предотвратить заметное снижение подкритичности реактора в предпусковой период.

На физмодели ПИК [2] в 2001 году продолжались работы по обоснованию наиболее эффективного режима работы реактора ПИК с выгорающими поглотителями стержневого типа, размещенными в топливных кассетах активной зоны [3]. Конструкция реактора позволяет перегружать активную зону по частям и учитывать влияние топливных затрат, зависящих от глубины выгорания ядерного топлива. Выполнялись работы по уточнению реальных нейтронно-физических характеристик активной зоны реактора [4] в зависимости от состава зоны, технологии производства и набора внутриреакторных устройств.

Совместно со специалистами Сектора физики реакторов Отделения теоретической физики ПИЯФ в 2001 г. завершен анализ экспериментальных данных, полученных на критическом стенде "Физмодель реактора ПИК" по исследованию критических масс реактора ПИК [5]. Изучен набор из 6 серий критических ситуаций (60 измерений), отличающихся величиной борного отравления легкой воды активной зоны и положением компенсации рабочих органов регулирования. Полученный набор критмасс будет использован для тестирования расчетных программ активной зоны реактора ПИК.

С целью разработки альтернативного проекта установки детритизации и депротизации реактора ПИК на базе метода изотопного обмена в системе жидкая вода-водород в 2001 году продолжались работы по разработке технологии разделения изотопов водорода методом изотопного обмена в системе вода-водород на гидрофобном катализаторе [6,7].

Выполнен детальный расчет температурных полей в твэлах ПИК. Работа проводится как для уточнения характеристик реактора, так и для разработки более совершенного твэла. Оптимистические оценки показывают возможность увеличения нейтронных потоков в каналах в полтора раза без увеличения мощности реактора.

Разработана методика и проведены измерения металло - бетонных контейнеров для перевозки и хранения облученного топлива [8].

1. Yu. Bakulin, K.Konoplev, D.Ljaljuev, Yu.Semenov, S.Shefter, V.A.Vasilenko, V.Zimakov. PIK reactor simulator. Сборник PNPI research report 1998-1999
2. K.A.Konoplev, D.V.Tchmshkyan, A.S.Zakharov, V.V.Gostev, s.l.Smolsky, P.A.Sushkov. Critical facility "phisical model of PIK reactor" (PIK FM). Сборник PNPI XXX. 2001(сентябрь)
3. K.Konoplev, G.Paneva, S.Smolsky, D.Tchmshkyan, A.Zakharov, V.Zvezdkin. Burnable absorber for the pik reactor. Сборник PNPI research report 1998-1999, part II, Gatchina, 2000, P. 196.
4. Е.Г.Бек, В.С.Волков, Е.А.Гарусов, В.С.Звездкин, М.И.Ильяшик, К.А.Коноплев, Г.Г.Потоскаев, М.Г.Самохин, М.Н.Солонин, В.А.Цибуля. Конструкционные и физические параметры и технология изготовления твэлов реактора ПИК. Препринт 2437. 2001(сентябрь)
5. А.Н.Ерыкалов, А.С.Захаров, К.А.Коноплев, Ю.В.Петров, Р.Г.Пикулик, В.Ф.Самодуров, С.Л.Смольский. Эксперименты с борным отравлением на физической модели реактора ПИК. Препринт 2426. 2001
6. O.A. Fedorchenko, I.A. Alekseev, V.D. Trenin. A new type separation column for the water-hydrogen isotope catalytic exchange process // Fusion Engineering and Design. 2001. - Vol. 58-59, - P. 433-438.
7. I.A. Alekseev, S.D. Bondarenko, O.A. Fedorchenko, A.I. Grushko, S.P. Karpov, K.A. Konoplev, V.D. Trenin, E.A. Arkhipov, T.V. Vasyanina, T.V. Voronina, V.V. Uborsky. Operating Experience of the Experimental Industrial Plant for Reprocessing of Tritiated Water Wastes // Fusion Engineering and Design. 2001. - Vol. 58-59, - P. 439-443.
8. П.А. Сушков, С.Э. Малютенкова. Анализ качества изготовления и радиационной защиты транспортного контейнера. Совещание по ядерной спектроскопии и структуре атомного ядра, 2001 г., Саров, стр. 245.