RU2190269C1 - Ампула облучательного устройства ядерного реактора - Google Patents
Ампула облучательного устройства ядерного реактора Download PDFInfo
- Publication number
- RU2190269C1 RU2190269C1 RU2001104587/06A RU2001104587A RU2190269C1 RU 2190269 C1 RU2190269 C1 RU 2190269C1 RU 2001104587/06 A RU2001104587/06 A RU 2001104587/06A RU 2001104587 A RU2001104587 A RU 2001104587A RU 2190269 C1 RU2190269 C1 RU 2190269C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- spacer
- irradiated
- pellet
- pellets
- cobalt
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- 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
- Particle Accelerators (AREA)
- Medical Preparation Storing Or Oral Administration Devices (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области ядерной энергетики, касается, в частности, конструкции ампулы облучательного устройства ядерного реактора типа РБМК и может быть использовано для производства источников гамма-излучения. Задача, решаемая изобретением, заключается в обеспечении наработки радиоактивного кобальта в значительных объемах, с более высокой удельной активностью и в более короткие сроки. Сущность изобретения состоит в том, что в ампуле облучательного устройства ядерного реактора, состоящей из герметичного пенала с размещенными в нем таблетками из радиоактивируемого материала, облучаемые таблетки (ОТ) разблокируются таблетками-проставышами (ТП) из слабо поглощающего нейтроны материала, высота которых определена из соотношения Нтп = (1 - 2,5)Нот, где Нтп - высота таблетки-проставыша, мм; Нот - высота облучаемой таблетки, мм. Кроме того, диаметр таблетки-проставыша в ампуле может составлять 0,8-0,9 от диаметра облучаемой таблетки. Дополнительными вариантами является ампула облучательного устройства, в которой таблетки-проставыши выполнены из циркония. Предложенное техническое решение позволит значительно (до 50%) увеличить скорость наработки кобальта-60 в облучательных устройствах, используемых в реакторах РБМК. 2 з.п. ф-лы, 1 ил. , 3 табл.
Description
Изобретение относится к области ядерной энергетики, касается, в частности, конструкции ампулы облучательного устройства ядерного реактора типа РБМК и может быть использовано для производства источников гамма-излучения.
В настоящее время широко используются радиоактивные источники, которые получают в процессе облучения исходных образцов в ускорителях [1] и ядерных реакторах [2] . Известны также некоторые конструкции мишеней, используемых для наработки Со-60. Например, в экспериментальных облучательных устройствах, используемых для получения радиоактивного Со-60 в реакторе БН-600, стартовый материал Со-59 в виде таблеток помещен в ампулы длиной 210 и диаметром 8,2•0,4 мм [3, 4]. Недостатком применения данной конструкции в реакторах РБМК-1000 с относительно невысокой плотностью потока тепловых нейтронов является то, что при полном заполнении ампулы стартовым материалом лишь незначительная часть его принимает "активное" участие в процессе взаимодействия с нейтронами реактора, а большая его часть остается недоступной для такого взаимодействия из-за самоблокировки в стартовом материале, из-за чего невозможно наработать кобальт-60 с высокой удельной активностью (УА). Известным методом повышения скорости накопления целевого нуклида является разблокировка стартовой мишени из облучаемого материала. Одним из способов такой разблокировки может являться применение составной мишени, в которой стартовый материал, например в виде шаров, равномерно распределен в слабо поглощающем нейтроны материале таким образом, что каждая из частей стартового материала представляет собой разблокированную мишень и облучается в реакторе независимо от других частей. Известны [5] составные мишени втулочного типа, где втулки из стартового материала вставлены одна в другую, промежуток между ними заполнен слабо поглощающим нейтроны материалом. Известны также порошкообразные мишени, в которых стартовое вещество в виде порошка смешано с порошком из слабо поглощающего нейтроны материала в различных пропорциях.
Наиболее близким аналогом заявленного технического решения является ампула, входящая в состав поглотителя нейтронов [6]. Ампула включает в себя герметичный корпус с приваренными верхней и нижней крышками, целиком заполненный кобальтовыми таблетками, соприкасающимися основаниями.
Недостатком наиболее близкого аналога является низкая скорость накопления кобальта-60. За 5 лет удается накопить Со-60 со средней удельной активностью 65 Ки/г.
Задача, решаемая изобретением, заключается в обеспечении наработки радиоактивного кобальта в значительных объемах, с более высокой удельной активностью и в более короткие сроки.
Сущность изобретения состоит в том, что в ампуле облучательного устройства ядерного реактора, состоящей из герметичного пенала с размещенными в нем таблетками из радиоактивируемого материала, облучаемые таблетки (ОТ) разблокируются таблетками-проставышами (ТП) из слабо поглощающего нейтроны материала, высота которых определена из соотношения
Нтп=(1-2,5)Нот,
где Нтп - высота таблетки-проставыша, мм;
Нот - высота облучаемой таблетки, мм.
Нтп=(1-2,5)Нот,
где Нтп - высота таблетки-проставыша, мм;
Нот - высота облучаемой таблетки, мм.
Кроме того, диаметр таблетки-проставыша в ампуле может составлять 0,8÷0,9 от диаметра облучаемой таблетки. Дополнительными вариантами является ампула облучательного устройства, в которой таблетки-проставыши выполнены из циркония.
В таблице 1 приведены отношения расчетной УА Со-60 (Q) к максимальной УА (Qm) в зависимости от толщины единичной кобальтовой пластины, не блокированной соседними пластинами из кобальта, при облучении ее в течение 5 лет потоком тепловых нейтронов плотностью 1•1014 Н/см2•с. В таблице 2 представлены расчетные значения относительной скорости накопления Со-60 (по сравнению с ампулой, полностью заполненной кобальтом) для различных сочетаний толщин ОТ и ТП. В таблице 3 приведены экспериментальные (*) и расчетные данные относительного увеличения (по сравнению с ампулой, полностью заполненной кобальтом) скорости накопления Со-60 и общей накапливаемой активности в кобальтовых таблетках толщиной 1,5 мм при различной толщине ТП. Исходная толщина ОТ и соотношение толщины ОТ и ТП определяются на основании экспериментальных и расчетных данных с учетом следующих соображений:
- достижение необходимой удельной активности Со-60;
- обеспечение необходимого объема производства Со-60;
- обеспечение технологичности изготовления таблеток и ампулы в целом.
- достижение необходимой удельной активности Со-60;
- обеспечение необходимого объема производства Со-60;
- обеспечение технологичности изготовления таблеток и ампулы в целом.
Необходимой скоростью накопления кобальта-60 для реактора РБМК-1000 является скорость, позволяющая за период 5 лет получать Со-60 с удельной активностью более 90 Ки/г, при этом общий объем производства Со-60 должен быть не менее 60% от уровня, достигаемого при использовании ампул без ТП. Таким образом, для получения необходимой УА скорость накопления Со-60 должна быть поднята не менее чем в 1,4 раза. Анализ представленных в таблицах 1 и 2 данных показывает, что при толщине кобальтовой таблетки в 1,5 мм обеспечивается необходимый объем и скорость производства Со-60, а также технологичность изготовления таблеток и ампул. При толщине кобальтовой таблетки 1,5 мм оптимальной толщиной ТП является 1,5-2,0 мм. Исходя из анализа экспериментальных и расчетных данных таблицы 3 можно сделать вывод, что в общем случае зависимость толщины таблетки-проставыша (Нтп) от толщины кобальтовой таблетки (Нот) выражается следующим соотношением
Нтп=(1-2,5)Нот (1)
Указанные размеры ОТ и ТП и их соотношение позволяют при увеличении скорости накопления кобальта-60 более чем на 40% сохранить на необходимом уровне общий объем производства и обеспечить технологичность изготовления ампул с кобальтом. В данном изобретении дополнительно решена также задача обеспечения простоты заполнения ампулы ОТ и ТП в нужной последовательности при ее сборке. Предложено устанавливать в ампулы ТП диаметром 0,8-0,9 от диаметра ОТ, что позволяет легко чередовать ОТ и ТП и обеспечивает надежный визуальный контроль заполнения ампул.
Нтп=(1-2,5)Нот (1)
Указанные размеры ОТ и ТП и их соотношение позволяют при увеличении скорости накопления кобальта-60 более чем на 40% сохранить на необходимом уровне общий объем производства и обеспечить технологичность изготовления ампул с кобальтом. В данном изобретении дополнительно решена также задача обеспечения простоты заполнения ампулы ОТ и ТП в нужной последовательности при ее сборке. Предложено устанавливать в ампулы ТП диаметром 0,8-0,9 от диаметра ОТ, что позволяет легко чередовать ОТ и ТП и обеспечивает надежный визуальный контроль заполнения ампул.
На чертеже изображен продольный разрез ампулы облучательного устройства. Ампула состоит из корпуса 1 и двух приваренных к нему крышек 2, 3. Ампула заполнена таблетками 4 из кобальта и таблетками-проставышами 5 из слабо поглощающего нейтроны материала.
Сборку ампулы облучательного устройства осуществляют в следующей последовательности. Корпус 1 с приваренной крышкой 3 вставляют в патрон зажимного устройства (не показан), кобальтовые таблетки 4 и таблетки-проставыши 5 поочередно с помощью специального направляющего устройства (не показано) помещают внутрь корпуса 1. После заполнения приваривают крышку 2. В последующем ампулу используют в облучательном устройстве ядерного реактора.
Предложенное техническое решение позволит значительно (до 50%) увеличить скорость наработки кобальта-60 в облучательных устройствах, используемых в реакторах РБМК.
Источники информации
1. Вестник Radtech-Euroasia 1 (7), М., 1993 г.
1. Вестник Radtech-Euroasia 1 (7), М., 1993 г.
2. В.А. Цыканов, Б.В. Самсонов. Техника облучения материалов в реакторах с высоким нейтронным потоком. М.: Атомиздат, 1973 г.
3. В.В. Мальцев, А.И. Карпенко, И.А. Чернов, В.В. Головин. Опыт наработки радионуклида Со-60 в быстром натриевом реакторе БН-600 большой мощности. Конверсия в машиностроении 3, 2000 г.
4. Вестник Radtech-Euroasia 1 (8), М., 1994 г.
5. Г.В. Киселев. Технология получения радиоактивных материалов в ядерных реакторах. Энергоатомиздат, 1990 г.
6. Патент 2107957, кл. G 21 С 7/10, 1996 г. - ближайший аналог.
Claims (3)
1. Ампула облучательного устройства ядерного реактора, состоящая из герметичного пенала с размещенными в нем таблетками из радиоактивируемого материала, отличающаяся тем, что облучаемые таблетки разблокированы таблетками-проставышами из слабо поглощающего нейтроны материала, высота которых определена из соотношения
Нтп = (1 - 2,5)Нот,
где Нтп - высота таблетки-проставыша, мм;
Нот - высота облучаемой таблетки, мм.
Нтп = (1 - 2,5)Нот,
где Нтп - высота таблетки-проставыша, мм;
Нот - высота облучаемой таблетки, мм.
2. Ампула облучательного устройства по п. 1, отличающаяся тем, что диаметр таблетки-проставыша составляет 0,8 - 0,9 от диаметра облучаемой таблетки.
3. Ампула облучательного устройства по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что таблетки-проставыши выполнены из циркония.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001104587/06A RU2190269C1 (ru) | 2001-02-19 | 2001-02-19 | Ампула облучательного устройства ядерного реактора |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001104587/06A RU2190269C1 (ru) | 2001-02-19 | 2001-02-19 | Ампула облучательного устройства ядерного реактора |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2190269C1 true RU2190269C1 (ru) | 2002-09-27 |
Family
ID=20246198
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2001104587/06A RU2190269C1 (ru) | 2001-02-19 | 2001-02-19 | Ампула облучательного устройства ядерного реактора |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2190269C1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009022944A1 (ru) * | 2007-08-03 | 2009-02-19 | Mikhail Yurievich Kudryavtsev | Ампула облучательного устройства ядерного реактора |
US20100266083A1 (en) * | 2009-04-15 | 2010-10-21 | Ge-Hitachi Nuclear Energy Americas Llc | Method and system for simultaneous irradiation and elution capsule |
RU183971U1 (ru) * | 2018-04-27 | 2018-10-11 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный университет" | Мишень для накопления изотопа лютеция-177 |
-
2001
- 2001-02-19 RU RU2001104587/06A patent/RU2190269C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009022944A1 (ru) * | 2007-08-03 | 2009-02-19 | Mikhail Yurievich Kudryavtsev | Ампула облучательного устройства ядерного реактора |
US20100266083A1 (en) * | 2009-04-15 | 2010-10-21 | Ge-Hitachi Nuclear Energy Americas Llc | Method and system for simultaneous irradiation and elution capsule |
US8699651B2 (en) | 2009-04-15 | 2014-04-15 | Ge-Hitachi Nuclear Energy Americas Llc | Method and system for simultaneous irradiation and elution capsule |
RU2516875C2 (ru) * | 2009-04-15 | 2014-05-20 | ДжиИ-Хитачи Ньюклеар Энерджи Америкас ЭлЭлСи | Капсула для элюирования, способ облучения вещества в такой капсуле и способ элюирования вещества |
US9396825B2 (en) | 2009-04-15 | 2016-07-19 | Ge-Hitachi Nuclear Energy Americas Llc | Method and system for simultaneous irradiation and elution capsule |
RU183971U1 (ru) * | 2018-04-27 | 2018-10-11 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный университет" | Мишень для накопления изотопа лютеция-177 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2956944B1 (en) | Nuclear reactor target assemblies and methods for producing isotopes, modifying materials within target material, and/or characterizing material within a target material | |
JPH032695A (ja) | 高除熱性の放射線しゃへい材 | |
ES2341711T3 (es) | Sistema y procedimiento para la destruccion de residuos radioactivos. | |
KR20130096246A (ko) | 동위원소 생성 타겟 | |
RU2190269C1 (ru) | Ампула облучательного устройства ядерного реактора | |
JP4140059B2 (ja) | 放射線遮蔽材 | |
RU2003191C1 (ru) | Способ трансмутации изотопов | |
JP2022553924A (ja) | モジュール式放射性同位体生成カプセルおよび関連方法 | |
JP3926823B2 (ja) | 放射線遮蔽材 | |
US7804077B2 (en) | Passive actinide self-burner | |
JPH0155439B2 (ru) | ||
RU2218621C2 (ru) | Облучательное устройство ядерного реактора канального типа | |
RU2035076C1 (ru) | Источник гамма-излучения с активным сердечником и способ его изготовления | |
JPH04248499A (ja) | 使用済燃料貯蔵ラック用吸収体 | |
CN213642866U (zh) | 一种陀螺旋转式放射外科治疗系统用高比活度钴-60放射源 | |
JP2001311794A (ja) | 燃料集合体収納装置 | |
GB1291721A (en) | Improvements in nuclear reactors | |
RU94044509A (ru) | Способ наработки радиоактивных изотопов в реакторе на быстрых нейтронах, ядерный реактор на быстрых нейтронах | |
Gore et al. | Transmutation of massive loadings of cesium-137 in the blanket of a controlled thermonuclear reactor | |
Tolstov | On the problem of fission products transmutation | |
US20110080986A1 (en) | Method of transmuting very long lived isotopes | |
JPS61798A (ja) | 核燃料再処理廃棄物の収納方法 | |
Krasin et al. | A beryllium-moderated reactor | |
RU2119202C1 (ru) | Мишень для накопления транскюриевых элементов | |
Mihalczo | A small graphite-reflected UO 2 assembly |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD4A | Correction of name of patent owner | ||
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170220 |