Сравнительно скромные параметры серийного ИР ВВР-С не удовлетворили Л.И.Русинова, поскольку они не позволяли проводить наиболее передовые нейтронные исследования. Он поставил задачу: в кратчайший срок модернизировать реактор и без большой его переделки поднять нейтронный поток. В начале 1956 г. в ЛИПАН (ныне РНЦ "Курчатовский институт") были направлены сотрудники ФТИ: 3 физика (Г.В.Скорняков, Ю.В.Петров, В.А.Шустов) и 3 конструктора. От ЛИПАН группу курировал П.П.Моисеенко. Модернизации подверглась в основном активная зона реактора. Стерженьковые твэлы ЭК-10 были заменены на алюминиевые трубчатые бесшовные твэлы ВВР-М1 с уран-алюминиевой керамикой в сердечнике. Три концентрические трубки собирались в одну тепловыделяющую сборку (ТВС). Стали ненужными кожуха кассет и другие конструкционные элементы (например, несущие пластины стандартной американской кассеты типа MTR). В результате удалось увеличить удельную теплопередающую поверхность теплосъёма почти в 4 раза и поднять скорость охлаждающей воды в зазоре. Проектная мощность реактора выросла с 2-х до 10 МВт. Для того, чтобы сделать зону компактной, впервые в нашей стране был использован отражатель из металлического бериллия. Выбор именно металлического бериллия (Ю.В.Петров) оказался удачным: он продолжает стоять в реакторе без замены уже 40 лет. (Использованная позднее для реактора СМ-2 в качестве отражателя окись бериллия через несколько лет под действием облучения стала рассыпаться и её пришлось заменить на металлический бериллий). В новом реакторе ВВР-М нейтронный поток удалось увеличить по сравнению с серийным на порядок (до 3· 10¹⁴н/см²с в центральной легководной ловушке).

Л.И.Русинов создал технологическую группу во главе с К.А.Коноплёвым. В обоснование проекта легли нейтронно-физические расчёты, проводившиеся под руководством Г.В.Скорнякова. Полученное расчётное значение крит.массы удовлетворительно совпало с пусковой крит. массой, измеренной на специально созданном в Гатчине крит.стенде[4,5].

[6]) дальнейшая работа была направлена на расширение его экспериментальных возможностей и повышение безопасности. Рассматривая исследовательский реактор как фабрику по производству научной информации, можно связать воедино его нейтронные, экономические и чисто реакторные характеристики[7]. Такой подход позволил выбирать оптимальным образом конструкцию реактора, состав его активной зоны, глубину выгорания горючего, а также обеспечить проведение физических экспериментов при наименьших финансовых затратах. В шестидесятые годы, когда ещё не существовали современные компьютеры, для расчёта легководных исследовательских реакторов была разработана физически адекватная простая расчётная модель (Ю.В.Петров с сотр.). Классическая формула Гуревича-Померанчука для вычисления резонансного захвата в твэлах была обобщена на случай тесных решёток исследовательских реакторов[8]. Была разработана малогрупповая диффузионная модель (МДМ) замедления нейтронов для водо-металлических активных зон ИР[9]. При большой утечке нейтронов в отражатель МДМ позволила с достаточной точностью предсказать критические массы, поведение потоков тепловых нейтронов, ход энерговыделения и т.п. Сравнение с точными критическими экспериментами на кольцевых зонах, проведёнными К.А.Коноплёвым с сотр.[10], показали, что модель позволяет обеспечить ошибку в расчёте реактивности менее 0,2%[11]. Тот факт, что малое отклонение формы реактора от цилиндра приводит к поправкам второго порядка малости к реактивности[12], объясняет хорошее совпадение расчётов с экспериментом.

[7], были заново оптимизированы параметры твэлов (отношение металл-вода, концентрация топлива и т.д.).С другой стороны, к началу 70-х гг. был накоплен значительный опыт эксплуатации твэлов ВВР-М1 и ВВР-М2. Были всесторонне изучены их теплотехнические и коррозионные свойства, определён уровень герметичности. Всё это позволило создать трубчатые твэлы следующего поколения - ВВР-М5, имеющие вдвое меньшую толщину стенки твэла (1,25мм) и вдвое большую концентрацию топливав ТВС: 125г²³⁵U/л[13]. Поверхность, развитая на единицу объёма зоны, достигла рекордной величины = 6,6см²/см³, что позволило в бассейновом реакторе снять максимальную удельную мощность (0,9±0,1) МВт/л[14]. Несмотря на то, что количество осколков в ТВС выросло в 1,5 раза, оболочка твэлов продолжала их надёжно удерживать. Реактор полностью перешёл на тонкостенные твэлы ВВР-М5 в 1980 г. (см.табл.1.Мощность его была доведена до 18 МВт. Поскольку твэлы содержали больше ²³⁵U (90% обогащения), высвободилось более половины пространства активной зоны под экспериментальные устройства. В частности, в центре зоны удалось разместить источник холодных и ультрахолодных нейтронов, по интенсивности превосходящий аналогичные источники в наиболее мощном ИР ILL в Гренобле (Рис.2)[15].

ГВт сут.). За 40 лет работы не было ни одного случая загрязнения окружающей среды из-за выхода твэлов из строя. Уменьшение в 1,7 раза расхода сборок ВВР-М5 при одинаковой энерговыработке (см.табл.1) привело к их экономии. Это позволило реактору продержаться несколько последних трудных лет без дополнительной закупки твэлов.

[16]. Это было достигнуто в результате детальных и кропотливых исследований газового и водного режимов реактора и внедрения новых разработанных технологий бездеаэраторного режима и системы водоочистки первого контура на электрофорезных фильтрах.

22н/см². Испытание материала САВ1, из которого они сделаны, исследование образцов-свидетелей, осмотр состояния поверхностей показывают, что дальнейшая работоспособность реактора обеспечена с большим запасом.

41Ar много ниже допустимых значений и приводит к дозе для жителей Гатчины 0,2 мбэр/год, что примерно в 1000 раз меньше естественного фона. За всё время существования реактора не было ни одного случая заболевания лучевой болезнью или переоблучения персла. В значительной мере это заслуга высококвалифицированного персонала и его бессменного руководителя Р.Г.Пикулика. Однако, всё-таки для самых передовых нейтронных исследований ВВР-М устарел и дальнейшие надежды института связаны с реактором ПИК.

Дополнительную информацию можно найти здесь....