«РОСАТОМ» / АО «ГНЦ РФ – ФЭИ»

Большой физический стенд БФС-2

Критический стенд БФС-2 предназначен для исследования нейтронно-физических характеристик моделей быстрых реакторов большой мощности.

За время работы критических стендов БФС накоплен большой опыт по их эксплуатации и проведению экспериментов. Коэффициент использования стендов составляет примерно 0,80.

На критических стендах БФС-1, БФС-2 проведены в рамках международного сотрудничества экспериментальные программы с Францией, США, Китаем, Республикой Корея, Японией, Индией и другими странами. С целью отработки методик была реализована скоординированная программа экспериментов на критических стендах БФС, MASURKA (Франция), FCA (Япония).

Техническое описание

Критический стенд БФС-2 в настоящее время является самым большим действующим критическим стендом в мире. Размеры стенда позволяют осуществить полномасштабное моделирование активных зон и экранов быстрых реакторов мощностью до 3000 МВт (эл.), а также внутрикорпусных защит и внутриреакторных хранилищ с различными видами топлива, воспроизводящих материалов, теплоносителя (Na, Pb, Pb-Bi и др).

Критический стенд БФС-2 конструктивно аналогичен стенду БФС-1, но имеет большие размеры, что позволяет собирать на нем модели быстрых реакторов большой мощности. Диаметр бака 5 м, высота 3,3 м, количество труб (топливных стержней) в баке около 10000.

На стенде БФС-2 может быть задействовано 8 органов аварийной защиты, 9 компенсаторов реактивности, состоящих из шести труб, 3 регулирующих органа.

Критический стенд БФС-2 оснащен различными экспериментальными устройствами, позволяющими быстро и удобно проводить исследования, в частности, с использованием координатного манипулятора, осуществляющего перестановку труб в баке критсборки, перемещение образцов и детекторов по объему критической сборки в автоматизированном режиме управления, работу в режиме осциллятора.

В качестве ядерного топлива используется композиция блочков металлического плутония, и/или урана, и/или диоксида урана (обогащение по 235U 36% или 90%) с блочками воспроизводящих или сырьевых материалов – металлического тория, урана и/или диоксида обеднённого урана.

Основные технические характеристики

Мощность 1 кВт
Замедлитель при моделировании легководных
реакторов

Дистиллят, раствор борной кислоты, полиэтилен, графит

Моделируемый теплоноситель Na, Pb, Pb-Bi, вода, газ
Отражатель U, UO2, Pb, Pb-Bi, сталь и др.
Плотность потока быстрых нейтронов, макс. до 109 см–2·с–1
Охлаждение активной зоны Естественная конвекция или принудительное воздушное охлаждение

Основные результаты и достижения

Критический стенд БФС-2 был введен в эксплуатацию в 1971 году.

Основное направление экспериментальных работ представляет собой изучение нейтронно-физических характеристик проектируемых реакторов большой мощности. Проводилось полномасштабное моделирование активных зон и внутренних зон воспроизводства, том числе перспективных реакторов нового поколения типа БН-800. Исследовались композиции с урановым, плутониевым и смешанным топливом как с гомогенной, так и с гетерогенной композициями активных зон. Эти работы позволили обосновать важнейшие проектные характеристики реакторов.

Наряду с этим проводились и так называемые интегральные эксперименты, которые важны для выявления модельных погрешностей.

Планируемые эксперименты

В рамках Федеральной целевой программы «Ядерные энерготехнологии нового поколения» проведено техническое перевооружение критического стенда БФС, он открыт для международного сотрудничества.