УДК 621.039

Читать препринт полностью

Авторы

Тарасиков В.П.

Аннотация

В процессе разработки и обоснования органов регулирования быстрых реакторов, в первую очередь реакторов БН-350 и БН-600 и проекта реактора БН-800, были проведены обширные исследования в области физики, технологии и материаловедения, рассмотрено и опробовано множество технических решений и идей.

На основании многолетних исследований были получены эмпирические зависимости по влиянию степени выгорания и температуры на объёмные изменения поглотителя, наиболее приемлемого для быстрого спектра нейтронов, — карбида бора. Изучена структура, теплофизические свойства и газонакопление в карбиде бора в процессе облучения и его совместимость с конструкционными материалами.

Целью настоящей работы является краткое изложение результатов материаловедческих послереакторных исследований стержней СУЗ и использование их в модернизации конструкции стержней.

Рассмотрены этапы модернизации конструкции стержней СУЗ.

Ключевые слова

поглощающий элемент, карбид бора, облучение, распухание, газонакопление, теплопроводность, выгорание, механизмы растрескивания, совместимость, модернизация.

Список литературы

1. Орлов В.В., Матвеев В.И., Горбатов Н.Е., Новожилов А.И. Основные принципы выбора органов регулирования быстрых энергетических ре акторов / Сб. докладов симпозиума стран – членов СЭВ «Состояние и пер спективы работ по созданию АЭС с реакторами на быстрых нейтронах», т. 2, г. Обнинск, 1967, С. 17–28.
Вознесенский Р.М., Горбатов Н.Е., Матвеев В.И., Смирнов В.П., Жучков И.И., Самойлов О.Б., Вотинов С.Н., Гольцев В.П., Грязев В.М, Гусева Т.М., Краснояров Н.В., Прохоров В.И., Кузнецов С.А., Меламед В.Е., еворотин В.К., Пономаренко В.Б. Стержни регулирования быстрых энергетических реакторов / Сборник докладов 2-го симпозиума стран – членов СЭВ, Обнинск, 1–5 октября 1973 г. – Обнинск, ФЭИ, 1975. – Том 1, с. 495–535.
2. Вознесенский Р.М., Гаджиев Г.И., Гусева Т.М., Кузнецов С.А., Матвеев В.И., Меламед В.Е., Пономаренко В.Б., Рисованный В.Д. Развитие конструкций органон регулирования быстрых энергетических реакторов / Сб. докладов: Absorber Materials and Control rods for fast breeder reactors. Obninsk, 7–10 june 1983– IAEA – IWGFR/48, Vienna, 1984, Р.21–23.
3. Гольцев В.П. Гусева Т.М. [и др.] Свойства и поведение карбида бора под облучением / В сб. докладов: Поглощающие материалы и стержни регулирования быстрых реакторов. – Совещание специалистов по раз витию и применению поглощающих материалов г. Димитровград, 4–8 июня 1973 г. – С. 293–316.
4. Климов В.Д., Матвеев В.И., Арабей Б.Г., Вознесенский Р.М., Тара сиков В.П., Горбатов Н.Е., Беспалов А.Г., Лузин В.П., Матвейчук Л.С., Пшакин Г.М. Испытания образцов поглощающих элементов быстрых энергетических реакторов в реакторе БР5, / Сборник докладов 2го симпозиума стран – членов СЭВ «Состояние и перспективы работ по созданию АЭС с реакторами на быстрых нейтронах». – Обнинск, 1–5 октября 1973 г. – Обнинск, ФЭИ, 1975. Том 2, с. 713–737.
5. Рисованый В.Д., Захаров А.В., Клочков Е.П., Гусева Т.М. Бор в ядерной технике. Димитровград: ФГУП «ГНЦ РФ НИИАР», 2003. – 345 с.
6. Бобков В.П., Блохин А.И., Румянцев В.Н., Соловьев В.А., Тарасиков В.П. Справочник по свойствам материалов для перспективных реакторных технологий. Том 3: Свойства поглотителей нейтронов. Книга 1. Бор и его соединения / Под общ. ред. д.т.н., проф. В.М. Поплавского. – М. : ИздАТ, 2013, 632 С. ISBN: 9785866562688.
7. Вознесенский Р.М., Климов В.Д., Тарасиков В.П., Лузин В.П., Меламед В.Е. Послерадиационные исследования стержней аварийной защиты (АЗ) реактора БН350 // Сб. докладов: Absorber Materials and Control rods for fast breeder reactors. – Obninsk, 7–10 june 1983. – IAEA – IWGFR/48, Vienna, 1984. — С. 64–71.
8. Tarasikov V.P., Voznesenski R.M., Rudenko V.A. The experience of post irradiation investigations of the BN600 Control rods / Absorber materials, control rods and designs of sutdown systems for advanced liquid metal fast reactors. Proceeding of a Technical Committee meeting held in Obninsk, Russian Federation, 37 July 1995. — IAEA, Vienna, 1996. IAEA – TECDOC884, ISSN 1011–4289. — Р. 153–160.
9. Тарасиков В.П., Вознесенский Р.М., Руденко В.А. Результаты исследований опытных стержней аварийной защиты типа «ловушка», отработавших в реакторе БН600 / Сборник докладов шестой Российской конференции по реакторному материаловедению. – 11–15 сентября 2000 г., г. Димитровград. – Том 2, часть 2, с. 271–294.
10. Тарасиков В.П., Руденко В.А., Вознесенский Р.М. Опыт послереакторных исследований стержней СУЗ быстрых реакторов / Сборник докладов седьмой Российской конференции по реакторному материаловедению. – 08 –12 сентября 2003г., г. Димитровград. – Димитровград, 2004. – Т. 3, ч. 2, с. 203–221.
11. Тарасиков В.П., Иванов А.П., Руденко В.А., Вознесенский Р.М. Результаты послереакторных исследований стержней–«ловушек» быстрых реакторов — прототипов облучательных устройств реакторов выжигателей малых актинидов XXIго века // Доклад на Российском научнотехническом форуме «Ядерные реакторы на быстрых нейтронах». – 8–12 декабря 2003 г., г. Обнинск. – [Электронный ресурс] Диск СD – AIL100, file 1220, 7 с.
12. Тарасиков В.П, Руденко В.А., Вознесенский Р.М. Опыт послереакторных исследований стержней СУЗ быстрых реакторов // Доклад на Российском научнотехническом форуме «Ядерные реакторы на быстрых нейтронах». – 8–12 декабря 2003 г., г. Обнинск. – [Электронный ресурс] Диск СD – AIL100, file 1216, 11 с.
13. Тарасиков В.П., Вознесенский Р.М., Руденко В.А. Результаты по слерадиационных исследований опытных стержней СУЗ реактора БН600, отработавших 500 эффективных суток // Сборник докладов на Шестой Российской конференции по реакторному материаловедению в 2-х т. – 11–15 сентября 2000 г., г. Димитровград. – Т. 2, часть 2, с. 244–270.
14. Тарасиков В.П., Ершов Э.А. Взаимодействия карбида бора с хромистыми и хромоникелевыми сталями : Препринт ФЭИ–3280. — Обнинск : ФЭИ, 2018. – 24 С.
Климов В.Д., Тарасиков В.П., Алексеев Ю.В., Пинчук П.Г. Влияние нейтронного облучения на кристаллическую структуру и теплопроводность карбида бора // ВАНТ, серия: Физика радиационных повреждений и радиационное материаловедение. 1977. Вып. 1 (4). С. 95–99.
15. Тарасиков В.П. Установка для количественного определения газообразных продуктов деления в облученных нейтронами материалах // Приборы и техника эксперимента. 2022. No 5. С. 128–131. DOI: 10.31857/S0032816222050093.
16. Щербак В.И., Тарасиков В.П. Влияние сверхравновесного давления гелия на морфологию пор в карбиде бора // ВАНТ, серия: Физика радиационных повреждений и радиационное материаловедение. 1991. Вып. 1 (55). С. 68–72.
17. Щербак В.И., Тарасиков В.П. Особенности поведения пор в виде дисков с высоким сверхравновесным давлением гелия при высокотемпературных отжигах карбида бора // Физика и химия обработки материалов.1993. No 5. С. 55–61.
18. Щербак В.И., Тарасиков В.П. Особенности состояния гелия в дискообразных порах в карбиде бора при высоких сверхравновесных давлениях // ВАНТ, серия: Физика радиационных повреждений и радиационное материаловедение. 1994. Вып. 1 (61). С. 60–64.
19. Щербак В.И., Тарасиков В.П. Образование и устойчивость гелиевых пор в форме дисков при больших сверхравновесных давлениях // Физика и химия обработки материалов. 1995. No 6. С. 18–22.
20. Щербак В.И., Тарасиков В.П. Образование гелиевых пор различной формы и их устойчивость при больших сверхравновесных давлениях в облучённом нейтронами карбиде бора // Физика и химия обработки материалов. 1996. No 6. С. 5–12.
21. Тарасиков В. П. Электронномикроскопические исследования карбида бора облучённого в быстром реакторе // Атомная энергия. 2009. Т. 106. Вып. 3. С. 173–176. Murgatroyd R.A., Kelly B.T. Technology and assement of neutron absorbing materials // Atom. Energy Rev. 1977. V. 15. P. 3–74.
22. Вознесенский Р.М., Гаджиев Г.И., Гусева Т.М., Кузнецов С.А., Матвеев В.И., Меламед В.Е., Пономаренко В.Б., Рисованый В.Д. Развитие конструкций органов регулирования быстрых энергетических реакторов // Absorber Materials and Control rods for fast breeder reactors. – Obninsk, USSR, 7–10 june 1983. – IAEA – IWGFR/48, Vienna, 1984. – С. 21–24.
23. Вознесенский Р.М., Беспалов А.Г., Лузин В.П., Руденко В.А., Тарасиков В.П. Результаты работ по достижению максимального ресурса стержней СУЗ реакторов на быстрых нейтронах // Материалы Третьей межотраслевой конференции по реакторному материаловедению. В 2-х т. – Димитровград, ГНЦ РФ НИИАР, 1994. – Т. 2. С. 157–166.
24. Alexandrov Yu.K., Vasiliev B.A., Iskhakov S.A., Mishin O.B., Rogov V.A. Shabalin A.S. Experience of the BN600 Reactor Control Rods Development / Absorber materials, control rods and designs of sutdown systems for advanced liquid metal fast reactors // Proc. of a Technical Committee meeting held in Obninsk, Russian Federation, 37 July 1995. – IAEA, Vienna, 1996. IAEA – TECDOC884, ISSN 1011–4289. – Р. 33–45.
25. Efremov A.I., Ryakhovskikh V.I., Ponomarehko V.B., Chernyshov V.M. Development and improvement of control rods for the BN350 and BN600 reactors. Absorber materials, control rods and designs of sutdown systems for advanced liquid metal fast reactors // Proc. of a Technical Committee meeting held in Obninsk, Russian Federation, 3–7 July 1995. – IAEA, Vienna, 1996. IAEA – TECDOC884, ISSN 10114289. – P. 19–32.
26. Maltsev V.V., Rjslyakov V.F., Babenko G.V., Ogorodov A.N. Operation experience of the BN600 reactor control rods / Absorber materials, control rods and designs of sutdown systems for advanced liquid metal fast reactors //Proc. of a Technical Committee meeting held in Obninsk, Russian Federation, 3–7 July 1995. — IAEA, Vienna, 1996. IAEA – TECDOC–884, ISSN 1011 4289. – P. 141–152.

Препринт ФЭИ–3306. – Обнинск: АО «ГНЦ РФ – ФЭИ», 2024. – 28 с.