ЯДЕРНАЯ, РАДИАЦИОННАЯ И ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ
Приведены результаты исследования процессов разложения поверхностно-активных веществ (ПАВ) в дебалансных водах атомных электростанций посредством коррекционной обработки перекисью водорода с последующим нагревом. Предложена методика определения вида и концентрации ПАВ в водных растворах на основе метода высокоэффективной жидкостной хроматографии в тандеме с масс-спектрометрией (ВЭЖХ-МС). Исследованы зависимости эффективности очистки раствора от исходной концентрации ПАВ, времени и температуры, а также от наличия дополнительного контаминатора (перманганата калия). Показано, что для обеспечения требований нормативных документов, при консервативном подходе, эффективность очистки от ПАВ должна составлять не менее 81 % при упаривании кубового остатка перед направлением на цементирование до 150 г/л и не менее 95 % – при упаривании до 450 г/л. Показано, что при дозировании пероксида водорода в водные растворы, разложение комплексообразующих веществ происходит в процессе переработки в диапазоне температур 80-100 градусов Цельсия. При температурах 80 °С и выше концентрация ПАВ достигает значения 62 %, что соответствует не превышению содержания ПАВ в кубовом остатке значения 1% (без консервативного подхода), после 4 часов обработки. Дозирование перманганата калия в очищаемую воду позволяет достичь фактически 100 %-ной очистки от ПАВ, не прибегая к нагреву воды до температуры кипения. Эффективность очистки от ПАВ до уровня содержания комплексообразующих веществ в кубовом остатке в пределах ниже 1 % достигается при дозировании перманганата калия спустя 70 мин после начала эксперимента, а при нагреве до 100 °С – менее, чем за 40 мин. Полученные результаты могут быть использованы при обосновании безопасности технологий обращения с РАО, применяемых в атомной энергетике.
В статье рассматривается заключительный этап развития аварийной ситуации связанной с опрокидыванием транспортного агрегата с малогабаритной ядерной энергетической установкой. Проведенное математическое моделирование позволило получить информацию о возможных последствиях. В числе наиболее серьезных прогнозируемых повреждений – нарушения теплозащитного покрытия в области наконечника и донной части блока, входящего в состав разделяющейся головной части. Для оценки неприемлемости того или иного повреждения использована методика расчета аэродинамических характеристик течений вблизи поверхности с дефектом. При незначительных повреждениях возможно рассмотрение вопроса о дальнейшем использовании блока по назначению, что может быть важно в угрожаемый период для государств с ограниченным количеством подобных изделий.
В статье рассматривается вопрос влияния техногенного акустического фона на формирование
γ-спектра, регистрируемого ксеноновым γ-спектрометром (КГС). Показано, что наличие техногенного акустического фона существенно деформирует спектр, производя уширение пика полного поглощения и уменьшения его амплитуды по сравнению со спектром, полученным при отсутствии акустической нагрузки. Такая деформация пика полного поглощения приведет к заведомо заниженным оценкам параметров радиоактивного загрязнения окружающей среды в условиях радиационных аварий, что, в конечном итоге, приведет к неверным решениям при обеспечении радиационной безопасности персонала и населения, располагающегося вблизи объектов использования атомной энергии, на которых и произошла радиационная авария. Наблюдаемая деформация
γ-спектра потребовала защитного покрытия γ-спектрометра пористой резиной, используемой для поглощения акустической нагрузки. Результаты, в целом оказались удовлетворительными, но вес γ-спектрометра и его габариты существенно увеличились. В качестве альтернативной защиты авторы предлагают использовать металлическую капсулу с тонкими стенками, помещая в нее детектор и откачивая из нее воздух, т.е. обеспечивая защиту КГС вместо пористой резины, «вакуумной оболочкой», которая образуется при отсутствии упругой среды – воздуха в капсуле. Подобный метод защиты отличается простотой, доступностью и не требует больших финансовых затрат.
ПРОЕКТИРОВАНИЕ, ИЗГОТОВЛЕНИЕ И ВВОД В ЭКСПЛУАТАЦИЮ ОБОРУДОВАНИЯ ОБЪЕКТОВ АТОМНОЙ ОТРАСЛИ
Разработан градиентный метод идентификации структурных неоднородностей в объектах контроля промышленного оборудования и изделий на основе анализа распределения электрического потенциала внутри одиночного рефлекса. Расчетно-графический метод был применен для анализа результатов электрического контроля оборудования АЭС при его изготовлении. Рассматриваемая цель исследования заключалась в определении степени воспроизводимости результатов электрического контроля и разработке для этого универсального цифрового идентификатора структурных неоднородностей. Одиночные рефлексы характеризуются внутренним давлением и распределением электрического потенциала, который имеет градиент. На потенциограммах одиночные рефлексы выделяли методом электрофизической хроматографии с помощью двойной амплитудной дискриминации по разработанным программным кодам. Возникновение картин распределения потенциалов на поверхности контролируемого изделия связано с наличием в нем неоднородных полей внутренних напряжений и деформаций. Для определения локального значения внутреннего давления в структурных неоднородностях оценивали значение плотности энергии. Эту оценку для одиночных рефлексов получали, используя значение плотности электронов в металлах и сплавах. Величина градиента соответствует напряженности электрического поля вокруг рефлекса. На поверхности одиночный рефлекс представляет собой фигуру из концентрических шестиугольников или других геометрических фигур. В объемном изображении рефлекс имеет вид пирамиды, в основании которой заключена определенная фигура. Шестиугольная форма рефлекса связана с квазиравновесным распределением нормальных и касательных напряжений вокруг точечной неоднородности. Для уровня фиксации в интервале (0 £ SLS < 1) значение внутреннего давления в сталях близко к пределу прочности, для интервала отрицательных значений (-0,7 £ SLS < -0,4) – к пределу текучести.
Цель настоящей статьи состоит в исследовании вопросов представления математических упругопластических моделей материала с учетом имеющихся реологических свойств и их связи с конечно-элементной моделью в современных программных комплексах численного моделирования. В статье приведены результаты численного моделирования процессов деформирования материалов, диаграммы деформирования материалов, аналитические методы аппроксимации диаграмм деформирования. Представлен один из аналитических методов по восстановлению диаграммы Прандтля – метод, использующий коэффициент Рамберга-Осгуда, включающий в себя величины справочных параметров о материале, такие как модули упругости, предел прочности, предел текучести, критерии разрушения, относительное удлинение и относительное утонение. Приведены описание и результаты численного моделирования разрушения материалов, моделирования пластической неустойчивости, предшествующей разрушению, результаты исследования по установлению сеточной сходимости. Приведена процедура верификации численной модели материала, представляющей собой калибровочные тесты параметров модели одноосного разрыва образцов.
ЭКСПЛУАТАЦИЯ ОБЪЕКТОВ АТОМНОЙ ОТРАСЛИ
Многие исследовательские коллективы и группы уделяли значительное внимание вопросам шумового анализа и контроля параметров работы ядерных энергетических установок (ЯЭУ). Это нашло отражение в научной среде в виде многочисленных публикаций, монографий, статей и обзоров, посвященных изучению шумовых составляющих различных вариативных сигналов реакторных установок (РУ). Однако, несмотря на передовые теоретические работы по этой теме, прикладные исследования, то есть прямые реакторные эксперименты, остались в стороне от интересов как отечественных, так и зарубежных ученых. Необходимость практических исследований обусловлена сложностью интерпретации разнообразных аномалий, выявляемых с помощью шумовых методов, а также необходимостью точной настройки различных моделей. Кроме того, спектральные образы оборудования могут значительно различаться не только между разными проектами РУ, но и внутри однотипных блоков на одной АЭС. Эти проблемы невозможно решить только с помощью теоретических или расчетных методов, а также с использованием имитационного моделирования. Ситуация усложняется тем, что проведение шумовых исследований представляет собой сложную задачу как по выбору источников шумовых данных, так и по интерпретации полученной информации. Вероятно, именно эти причины объясняют значительное снижение интереса к экспериментальным работам по шумовой тематике на различных РУ как в мировой практике, так и в России. В представленной статье в краткой форме рассмотрены некоторые возможности методов нейтронно-шумового контроля активных зон, направленных на повышение надежности и безопасности ЯЭУ. Кроме того, в статье обсуждаются пути снижения трудоемкости их использования для максимально раннего выявления аномального состояния различного оборудования.
В основе самоподдерживающейся цепной реакции деления ядер лежит вероятностная природа фундаментальных физических процессов. Мерой динамики этих процессов (идентификатором состояния) принято считать реактивность как особенное физическое свойство среды или технической системы. В статье предлагается отнести реактивность к классу случайных функций с нулевым математическим ожиданием в стационарном критическом состоянии. Флуктуации относительно нулевого значения воспринимаем как результат воздействия внешних факторов, вызывающих мгновенный отклик активной зоны (АЗ) реакторных установок (РУ), работающих на установленной мощности основную часть эксплуатационного времени. Этого определения достаточно, чтобы развивать методы технической диагностики по возмущениям реактивности АЗ. Активную зону реактора рассматриваем как стохастический объект, который удерживается в нормативном поле
своих конструктивных и режимных характеристик. По архивным данным «измерений» реактивности определенным состояниям АЗ можно соотнести фрагменты стохастического временного ряда, которые служили бы идентификаторами этих состояний. Набор таких фрагментов (тестов) составляет библиотеку опыта эксплуатации АЭС. В настоящей работе рассматриваются эффекты внешнего пуассоновского возмущения реактивности и классификация возникающих при этом модуляций нейтронной плотности в рамках модели одногрупповой кинетики. Отражение в вероятностных характеристиках нейтронной плотности случайных статических и динамических режимных факторов через реактивность воспринимаем как свидетельство генерации дефектности активных зон РУ. Детерминированная составляющая нейтронной плотности достаточно точно описывается уравнениями кинетики и соответствует тренду математического ожидания реактивности относительно нулевого значения. Предлагается процедура обработки данных аппаратуры контроля нейтронного потока (АКНП) и системы внутриреакторного контроля (СВРК) включающая: формирование библиотеки тестов-возмущений на основе архивных данных; анализ откликов по критерию согласия Колмогорова–Смирнова между эмпирическими функциями распределения текущей выборки эмпирических данных и вычисляемой по уравнениям кинетики на основе библиотеки возмущений. Утверждается, что предлагаемая процедура является средством идентификации уровня дефектности активной зоны РУ, а также может использоваться в качестве имитатора событий при глубоком обучении классифицирующей нейронной сети. Результаты относятся к достижениям нейтронно-шумовой диагностики
В статье описан результат исследований, нацеленных на разработку переносного комплекса для проведения оперативной безразборной диагностики и тарировки ограничителей крутящего момента электроприводной арматуры (ЭПА) по месту ее эксплуатации (ПК ОКМП). Описаны концепция и методика тарировки электропривода по месту его установки на ЭПА. Приведено описание программно-технического комплекса, реализующего данную концепцию. Описаны основные результаты испытаний комплекса, которые показали его применимость для выполнения диагностики ЭПА на АЭС. Выполнены статистические испытания в целях разработки и аттестации методик измерения. Для этого проведен анализ неопределенности результата тарировки электропривода, которую вносит сама процедура тарировки. Показано, что влияние датчика крутящего момента, устанавливаемого с помощью специально разработанной оснастки между арматурой и электроприводом, незначимо и влияет только на второстепенные диагностические параметры. Таким образом, подтверждена возможность совмещения операций базового испытания электропривода и технического диагностирования ЭПА. Полученные результаты испытаний использованы для составления и метрологической аттестации методики прямого и косвенного измерения крутящего момента ЭПА по месту ее эксплуатации
КУЛЬТУРА БЕЗОПАСНОСТИ И СОЦИАЛЬНО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ РАЗВИТИЯ ТЕРРИТОРИЙ РАЗМЕЩЕНИЯ ОБЪЕКТОВ АТОМНОЙ ОТРАСЛИ
Устойчивое развитие экономики, основанное на технологической независимости и технологическом лидерстве, в большей степени реализуется в реальном секторе. Одну из лидирующих позиций на мировом рынке занимает атомная энергетика России. Предприятия реального сектора экономики атомной отрасли расположены в городах присутствия объектов ГК «Росатом». Концентрация ресурсного потенциала и его эффективное освоение требует кадрового обеспечения, а это в значительной степени зависит от предоставленных территорией условий проживания, качества жизни. Создание комфортной городской среды для развития атомградов требует притока существенных инвестиций. В данной статье рассматриваются особенности, проблемы и перспективы развития одного из 29 атомградов, города Волгодонска, в условиях протекания агломерационных процессов, формирования новой Волгодонской агломерации
ISSN 2499-9733 (Online)