CZ2020358A3 - Ozařovací kanál pro řízenou simulaci radiační degradace betonů - Google Patents
Ozařovací kanál pro řízenou simulaci radiační degradace betonů Download PDFInfo
- Publication number
- CZ2020358A3 CZ2020358A3 CZ2020358A CZ2020358A CZ2020358A3 CZ 2020358 A3 CZ2020358 A3 CZ 2020358A3 CZ 2020358 A CZ2020358 A CZ 2020358A CZ 2020358 A CZ2020358 A CZ 2020358A CZ 2020358 A3 CZ2020358 A3 CZ 2020358A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- irradiation
- concrete
- samples
- gamma shield
- channel
- Prior art date
Links
- 230000005855 radiation Effects 0.000 title claims abstract description 10
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 title claims abstract description 6
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 title claims abstract description 6
- 238000004088 simulation Methods 0.000 title claims abstract description 6
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 abstract description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 4
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000004992 fission Effects 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/38—Concrete; Lime; Mortar; Gypsum; Bricks; Ceramics; Glass
- G01N33/383—Concrete or cement
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N9/00—Investigating density or specific gravity of materials; Analysing materials by determining density or specific gravity
- G01N9/24—Investigating density or specific gravity of materials; Analysing materials by determining density or specific gravity by observing the transmission of wave or particle radiation through the material
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21K—TECHNIQUES FOR HANDLING PARTICLES OR IONISING RADIATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; IRRADIATION DEVICES; GAMMA RAY OR X-RAY MICROSCOPES
- G21K5/00—Irradiation devices
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Pathology (AREA)
- Immunology (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Testing Resistance To Weather, Investigating Materials By Mechanical Methods (AREA)
- Measurement Of Radiation (AREA)
Abstract
Ozařovací kanál pro řízenou simulaci radiační degradace betonů obsahuje gama stínění (8), do něhož jsou uloženy nejméně dvě pouzdra (1) pro umístění ozařovaných vzorků (2), která jsou opatřena horním víčkem (3) a spodním víčkem (4) pro zajištění těsnosti a vstupní kapilárou (5) pro přívod inertního plynu a výstupní kapilárou (6) pro odvod inertního plynu a přívod teplotního čidla. Na gama stínění (8) je umístěn vzduchový vytěsnitel (7). Na gama stínění (8) a vzduchový vytěsnitel (7) je připojen držák (9) kanálu. .
Description
Ozařovací kanál pro řízenou simulaci radiační degradace betonů
Oblast techniky
Vynález se týká stíněného ozařovacího kanálu, umožňujícího ozařování betonových vzorků ve výzkumném jaderném reaktoru o výkonu v řádu 10 MW při relativně nízkých teplotách a za současně vyššího příkonu fluence rychlých neutronů. Součástí kanálu je wolframové stínění redukující ohřevy ve vzorcích a tvarovaný vzduchový vytěsnitel zrovnoměrňující profil příkonu fluence rychlých neutronů na vzorcích.
Dosavadní stav techniky
Dosud není známo použití instrumentovaného ozařovacího kanálu pro ozařování vzorků z betonových materiálů ve formě válečků o průměru až 50 mm, umožňujícího dosažení teplot ve vzorcích nižších než 60 °C a fluencí rychlých neutronů vyšších než 1.0e+19 (neutronů na centimetr čtvereční) za 200 provozních dní reaktoru v neutronovém poli s rovnoměrným profilem příkonu fluence rychlých neutronů v segmentu výšky paliva a v kontrolované inertní atmosféře. Současně používaná ozařovací pouzdra bez gama stínění neumožňují dosažení přijatelně nízkých teplot (pod 60 °C) ve vzorcích o relativně velkých rozměrech (do 050 mm) za předpokladu realizace ozařování v časovém horizontu kratším než jeden rok. Zároveň neumožňují dosažení rovnoměrného neutronového toku po celé výšce pouzdra kvůli absenci tvarovaného vzduchového vytěsnitele. Nelze tedy dosáhnout stejných ozařovacích podmínek na větším počtu vzorů v rámci jednoho pouzdra.
Podstata vynálezu
Uvedené nedostatky odstraňuje ozařovací kanál pro řízenou simulaci radiační degradace betonů, podle tohoto vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že obsahuje gama stínění, do něhož jsou uloženy nejméně dvě pouzdra pro umístění ozařovaných vzorků, která jsou opatřena horním víčkem a spodním víčkem pro zajištění těsnosti a vstupní kapilárou pro přívod inertního plynu a výstupní kapilárou pro odvod inertního plynu a přívod teplotního čidla. Na gama stínění je umístěn vzduchový vytěsnitel. Na gama stínění a vzduchový vytěsnitel je připojen držák kanálu.
K pouzdru je ze strany zdroje záření připojena podsestava obsahující gama stínění a tvarovaný vytěsnitel pole rychlých neutronů. Gama záření je stíněno pomocí wolframového bloku, jehož efektivní tloušťka byla výpočetně optimalizována tak, aby bylo dosaženo žádaného radiačního ohřevu ve vzorcích a materiálech kanálu. Wolframový blok slouží zároveň jako závaží kompenzující vztlakové síly při umístění stíněného pouzdra pod hladinou chladivá reaktoru. Tvarovaný vytěsnitel pole rychlých neutronů funguje na principu vzduchového vytěsnitele umístěného v chladívu reaktoru, který snižuje moderaci neutronů v různých pozicích po výšce kanálu. Tím je tak kompenzována nerovnoměrnost pole rychlých neutronů po výšce kanálu daná fyzikálním principem provozu jaderného reaktoru při probíhající štěpné řetězové reakci.
Jedná se o unikátní návrh kombinující dílčí technická řešení za účelem dosažení požadovaných fyzikálních parametrů v ozařovaných vzorcích v relativně krátkém časovém intervalu při současném ozařování většího počtu vzorků.
Samotné pouzdro se vzorky je ze sestavy odnímatelné tak, aby mohly být ozařované vzorky kontrolovány nebo vyměňovány v průběhu experimentálního programu. Všechny komponenty jsou navrženy tak, aby jejich vnější povrchy byly intenzivně obtékány chladivém reaktoru a bylo tak zamezeno jejich přehřívání.
-1 CZ 2020 - 358 A3
Objasnění výkresů
Vynález je objasněn na obr. la, kde je 3D pohled na sestavu stíněného ozařovacího kanálu, a na obr. 1b je pak pohled v řezu na sestavu stíněného ozařovacího kanálu.
Příklady uskutečnění vynálezu
Předkládané řešení sestává ze dvou hliníkových pouzder 1 pro umístění vzorků 2. Prostor v hliníkovém pouzdře 1 je zvolen dle požadovaného průměru, počtu a výšky vzorků 2 tak, aby vůle mezi vzorky 2 a pouzdrem 1 byla co nej menší pro snížení tepelného odporu a zároveň bylo možné vzorky 2 po ozařování vyjmout. Hliníkové pouzdro 1 je po vložení vzorků 2 opatřeno horním víčkem 3, které jek pouzdru 1 připojeno závitovým spojem a zároveň je opatřeno těsnicím svarem. Spodní část pouzdra 1 je pomocí svaru zaslepena spodním víčkem 4. Ke spodní části pouzdra 1 je připojena kapilára 5 pro přívod inertního plynu. Pouzdro 1 je koncipované jako průtočné, plyn z pouzdra 1 je tedy odváděn kapilárou 6 pro odvod plynu a zároveň je touto kapilárou 6 ke vzorkům 2 přivedeno teplotní čidlo. Vzduchový vytěsnitel 7 má funkci tvarování výškového profilu pole rychlých neutronů v prostoru umístění kanálu po jeho výšce. Smyslem je omezení moderace neutronů (snižováním energie neutronů) z rychlých na tepelné ve vymezených segmentech vytěsnitele 7. Sestava dále obsahuje gama stínění 8, které je tvořeno wolframovým blokem obklopujícím hliníkové pouzdro 1 ze směru zdroje záření. Efektivní tloušťka gama stínění 8 je optimalizována pro dosažení požadovaných teplot vzorků. Podsestava vzduchového vytěsnitele 7 a gama stínění 8 je pak připojena k držáku 9 kanálu. Držák 9 kanálu zajišťuje soudržnost jednotlivých komponent a slouží k zavedení sestavy do reaktoru.
Ozařovací pouzdra 1 jsou v průběhu montáže osazeny vzorky a pouzdra 1 jsou utěsněna. Následně se provede kompletace celé sestavy kanálu včetně pouzder j_, vzduchového vytěsnitele 7 a gama stínění 8. Celou sestavu je následně možné zavézt do reaktoru a provést propojení s plynovým hospodářstvím a zapojení teplotního čidla. Po najetí reaktoru již probíhá řízená simulace degradace betonových vzorků včetně sběru teplotních dat. Koncept byl testován v reaktoru LVR-15. Měřením bylo zjištěno, že teploty vzorků jsou v očekávaném intervalu, tj. pod 60 °C.
Průmyslová využitelnost
Ozařovací kanál podle tohoto vynálezu je možné uplatnit ve výzkumných reaktorech s proměnlivým energetickým spektrem neutronů a velkým podílem záření gama.
Claims (3)
- PATENTOVÉ NÁROKY1. Ozařovací kanál pro řízenou simulaci radiační degradace betonů, vyznačující se tím, že 5 obsahuje gama stínění (8), do něhož jsou uloženy nejméně dvě pouzdra (1) pro umístění ozařovaných vzorků (2), která jsou opatřena horním víčkem (3) a spodním víčkem (4) pro zajištění těsnosti a vstupní kapilárou (5) pro přívod inertního plynu a výstupní kapilárou (6) pro odvod inertního plynu a přívod teplotního čidla.ίο
- 2. Ozařovací kanál podle nároku 1, vyznačující se tím, že na gama stínění (8) je umístěn vzduchový vytěsnitel (7).
- 3. Ozařovací kanál podle nároku 2, vyznačující se tím, že na gama stínění (8) a vzduchový vytěsnitel (7) je připojen držák (9) kanálu.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2020358A CZ308983B6 (cs) | 2020-06-23 | 2020-06-23 | Ozařovací kanál pro řízenou simulaci radiační degradace betonů |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2020358A CZ308983B6 (cs) | 2020-06-23 | 2020-06-23 | Ozařovací kanál pro řízenou simulaci radiační degradace betonů |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ2020358A3 true CZ2020358A3 (cs) | 2021-11-03 |
| CZ308983B6 CZ308983B6 (cs) | 2021-11-03 |
Family
ID=78282576
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2020358A CZ308983B6 (cs) | 2020-06-23 | 2020-06-23 | Ozařovací kanál pro řízenou simulaci radiační degradace betonů |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ308983B6 (cs) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000121529A (ja) * | 1998-10-16 | 2000-04-28 | Nishimatsu Constr Co Ltd | コンクリートの試験装置 |
| JP4020837B2 (ja) * | 2003-07-09 | 2007-12-12 | 東日本高速道路株式会社 | フレッシュコンクリートの水分量測定方法 |
-
2020
- 2020-06-23 CZ CZ2020358A patent/CZ308983B6/cs unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ308983B6 (cs) | 2021-11-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4811951B2 (ja) | 放射化された金属材料及び放射性ガスを含む密閉容器の切断・開封装置 | |
| JP2013519094A (ja) | モジュール式核分裂廃棄物転換炉 | |
| Gu et al. | The effects of irradiation and high temperature on chemical states in Li2TiO3 | |
| D’Agata et al. | The results of the irradiation experiment MARIOS on americium transmutation | |
| CZ2020358A3 (cs) | Ozařovací kanál pro řízenou simulaci radiační degradace betonů | |
| CZ34275U1 (cs) | Ozařovací kanál pro řízenou simulaci radiační degradace betonů | |
| KR100923081B1 (ko) | 연구용원자로의 고속중성자 조사장치 | |
| KR101694409B1 (ko) | 토륨 증식을 위한 원자로 노심 및 이의 이용방법 | |
| Lee et al. | A gamma heating calculation methodology for research reactor application | |
| KR101048095B1 (ko) | 저온 조사시험용 캡슐 및 이를 구비하는 저온 조사시험용 장치 | |
| Bejaoui et al. | Status of the DIAMINO experiment irradiated in the OSIRIS reactor | |
| JP2015122290A (ja) | 核分裂により中性子等の放射線を生成する装置及び生成法 | |
| Gohar et al. | Lead-bismuth-eutectic spallation neutron source for nuclear transmuter. | |
| Ho et al. | Promising neutron irradiation applications at the high temperature engineering test reactor | |
| Sommer et al. | Operating experience at the Los Alamos spallation radiation effects facility at LAMPF | |
| Slugeň et al. | Angular correlation positron annihilation spectroscopy applied in investigation of neutron irradiated RPV-steels | |
| BENDOTTI et al. | Design and first operation of the DIAMINO (U241AmO2) experiment in OSIRIS MTR for Am-recycling program | |
| Downey et al. | First-of-a-Kind Fuel-bearing Molten Chloride Irradiation Experiment | |
| RU96110711A (ru) | Способ регулирования радиационной повреждаемости материалов и устройство для его осуществления | |
| Hayes et al. | Irradiations for Advanced Reactors | |
| KYSELA | RUDOLF VSOLAK | |
| Hollenberg | Tritium release from fast neutron irradiated boron carbide | |
| Gehin et al. | Development of a Fast Spectrum Irradiation Facility for Fuels Development in the High Flux Isotope Reactor | |
| Woolstenhulme | The Transient Reactor Test Facility (TREAT) | |
| Abuqudaira et al. | Perspective Chapter: Assessment of Nuclear Sensors and Instrumentation Maturity in Advanced Nuclear Reactors |