CZ34275U1 - Ozařovací kanál pro řízenou simulaci radiační degradace betonů - Google Patents
Ozařovací kanál pro řízenou simulaci radiační degradace betonů Download PDFInfo
- Publication number
- CZ34275U1 CZ34275U1 CZ2020-37706U CZ202037706U CZ34275U1 CZ 34275 U1 CZ34275 U1 CZ 34275U1 CZ 202037706 U CZ202037706 U CZ 202037706U CZ 34275 U1 CZ34275 U1 CZ 34275U1
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- samples
- irradiation
- channel
- housing
- concrete
- Prior art date
Links
- 230000005855 radiation Effects 0.000 title claims description 9
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 title claims description 5
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 title claims description 5
- 238000004088 simulation Methods 0.000 title claims description 5
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 6
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 5
- 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 3
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction 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
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C23/00—Adaptations of reactors to facilitate experimentation or irradiation
-
- 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
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Testing Resistance To Weather, Investigating Materials By Mechanical Methods (AREA)
Description
Ozařovací kanál pro řízenou simulaci radiační degradace betonů
Oblast techniky
Technické řešení 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 afluencí 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 technického řešení
Uvedené nedostatky odstraňuje ozařovací kanál pro řízenou simulaci radiační degradace betonů podle tohoto technického řešení, jehož podstata spočívá v tom, že sestává z ozařovacích pouzder z hliníkové slitiny, která slouží jako testovací sekce určená pro umístění ozařovaných vzorků. Hliník je kompatibilní s prostředím chladivá reaktoru a zároveň má vysokou tepelnou vodivost. Pouzdro je součástí otevřeného okruhu s inertním plynem (heliem), který zajišťuje inertní atmosféru v testovací sekci, zvyšuje konduktivní odvod tepla ze vzorků a zároveň kompenzuje tlak v pouzdře. Ke zvýšení tlaku v pouzdře může dojít vlivem uvolňování plynů a vlhkosti ze vzorků. Pouzdro je po vložení vzorků opatřeno horním víčkem, které jek pouzdru připojeno závitovým spojem a zároveň je opatřeno těsnícím svarem. Spodní část pouzdra je pomocí svaru zaslepena spodním víčkem. Ke spodní části pouzdra je připojena kapilára pro přívod inertního plynu. Pouzdro je koncipované jako průtočné, plyn z pouzdra je tedy odváděn kapilárou pro odvod plynu a zároveň je touto kapilárou ke vzorkům přivedeno teplotní čidlo.
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 fýzikálním principem provozu jaderného reaktoru při probíhající štěpné řetězové reakci.
Jedná se o unikátní návrh kombinující dílčí technická řešení za účelem dosažení požadovaných fýzikálních parametrů v ozařovaných vzorcích v relativně krátkém časovém intervalu při současném ozařování většího počtu vzorků.
- 1 CZ 34275 U1
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.
Objasnění výkresů
Technické řešení je objasněno na obr. 1, kde je 3D pohled na sestavu stíněného ozařovacího kanálu, a vpravo na obr. 2 je pak pohled v řezu na sestavu stíněného ozařovacího kanálu.
Příklady uskutečnění technického řešení
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 těsnícím 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 2 a pouzdra 1 jsou utěsněna. Následně se provede kompletace celé sestavy kanálu včetně pouzder 1, 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 technického řešení je možné uplatnit ve výzkumných reaktorech s proměnlivým energetickým spektrem neutronů a velkým podílem záření gama.
Claims (4)
- NÁROKY NA OCHRANU1. Ozařovací kanál pro řízenou simulaci radiační degradace betonů, vyznačující se tím, že sestává z pouzder (1) pro umístění ozařovaných vzorků (2), která jsou opatřena horním víčkem (3) a spodním víčkem (4) pro zajištění těsnosti a vstupní kapilárou (5) a výstupní kapilárou (6) pro přívod a odvod inertního plynu a přívod teplotního čidla.
- 2. Ozařovací kanál podle nároku 1, vyznačující se tím, že je doplněn vzduchovým vytěsnitelem (7) pro zrovnoměmění profilu pole rychlých neutronů.
- 3. Ozařovací kanál podle nároku 1, vyznačující se tím, že je doplněn kompaktním gama stíněním (8) pro snížení ohřevu ve vzorcích (2).
- 4. Ozařovací kanál podle nároku 1, vyznačující se tím, že je opatřen držákem (9) kanálu pro umístění kanálu do prostoru reaktoru.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2020-37706U CZ34275U1 (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 |
|---|---|---|---|
| CZ2020-37706U CZ34275U1 (cs) | 2020-06-23 | 2020-06-23 | Ozařovací kanál pro řízenou simulaci radiační degradace betonů |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ34275U1 true CZ34275U1 (cs) | 2020-08-11 |
Family
ID=72048610
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2020-37706U CZ34275U1 (cs) | 2020-06-23 | 2020-06-23 | Ozařovací kanál pro řízenou simulaci radiační degradace betonů |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ34275U1 (cs) |
-
2020
- 2020-06-23 CZ CZ2020-37706U patent/CZ34275U1/cs active Protection Beyond IP Right Term
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 | |
| Choo et al. | Contribution of HANARO irradiation technologies to national nuclear R&D | |
| Gu et al. | The effects of irradiation and high temperature on chemical states in Li2TiO3 | |
| CZ34275U1 (cs) | Ozařovací kanál pro řízenou simulaci radiační degradace betonů | |
| CZ2020358A3 (cs) | Ozařovací kanál pro řízenou simulaci radiační degradace betonů | |
| Koga et al. | Study on lithium rod test module and irradiation method for tritium production using high temperature gas-cooled reactor | |
| KR100923081B1 (ko) | 연구용원자로의 고속중성자 조사장치 | |
| KR101048095B1 (ko) | 저온 조사시험용 캡슐 및 이를 구비하는 저온 조사시험용 장치 | |
| Chan et al. | Development of a new solid target station at cyclotron facility in Perth, Australia | |
| CN208490003U (zh) | 一种便携式的半导体器件加热控温装置 | |
| Davenport et al. | Status of TRISO fuel irradiations in the Advanced Test Reactor supporting high-temperature gas-cooled reactor designs | |
| BENDOTTI et al. | Design and first operation of the DIAMINO (U241AmO2) experiment in OSIRIS MTR for Am-recycling program | |
| Gohar et al. | Lead-bismuth-eutectic spallation neutron source for nuclear transmuter. | |
| Ünlü et al. | Performance of the Texas cold neutron source | |
| Sommer et al. | Operating experience at the Los Alamos spallation radiation effects facility at LAMPF | |
| KYSELA | RUDOLF VSOLAK | |
| Gaheen et al. | Utilization of egyptian research reactor and modes of collaboration | |
| Core et al. | ENYGF 2023-Design of Temperature-controlled Fuel-salt Irradiation Experiment | |
| Downey et al. | First-of-a-Kind Fuel-bearing Molten Chloride Irradiation Experiment | |
| Hollenberg | Tritium release from fast neutron irradiated boron carbide | |
| Abuqudaira et al. | Perspective Chapter: Assessment of Nuclear Sensors and Instrumentation Maturity in Advanced Nuclear Reactors | |
| Ismuntoyo | Design and construction of a fast neutron irradiation facility for use at elevated temperature | |
| RU139313U1 (ru) | Космическая ядерная энергетическая установка | |
| Hayes et al. | Irradiations for Advanced Reactors | |
| RU2577783C1 (ru) | Канал технологический совмещенный для промышленной ядерной установки |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG1K | Utility model registered |
Effective date: 20200811 |
|
| ND1K | First or second extension of term of utility model |
Effective date: 20240509 |