Презентация Взаимосвязи систем и устройств стенда для исследования физико-механических свойств ядерного топлива онлайн

Содержание слайда: Лекция 17. Цель. Рассмотреть взаимосвязи систем и устройств стенда для исследования физико-механических свойств ядерного топлива, технологические операции с облучательными устройствами и испытуемыми образцами. Представить облучательные устройства в составе стенда, их возможности по исследованию свойств ядерного топлива, области изменения параметров при испытании топливных композиций. Познакомить слушателей с результатами научных исследований, полученных при эксплуатации стендов, и их ролью в подготовке научных кадров. Ознакомить с тематикой заключительной части курса. План. 1. Взаимосвязи систем и устройств стенда для исследования физико-механических свойств ядерного топлива 2. Технологические операции с облучательными устройствами и испытуемыми образцами. 3. Облучательные устройства стенда. 4. Направления работ, научные результаты, подготовка научных кадров. 5. О заключительной части курса.    

Содержание слайда: Взаимосвязи систем и устройства реакторного стенда. На схеме показаны взаимосвязи систем, экспериментальные устройства и измерительное оборудование стенда. Реакторный стенд (1) включает в себя: -реактор (2), -экспериментальные устройства (13), -аналоговую систему измерения физических параметров (3), -информационно-измерительную систему (ИСС) на базе ЭВМ (4), -систему обеспечения эксперимента (5). Все эти системы и экспериментальные установки в результате взаимодействия позволяют получить информацию об объекте испытаний, обработать её (6) и получить конечный результат в виде зависимостей или цифрового материала об изучаемом свойстве. Каждая из систем (3,5,13) расшифровывается (рис.2), однако, требует некоторых дополнительных пояснений. Позиция (3) содержит информацию об измерительных системах и их аппаратурном  обеспечении (7,8,9,10,11,12).

Содержание слайда: Система обеспечения эксперимента Система обеспечения эксперимента (5) делится на три подсистемы. Заданная температура испытаний (20) достигается установлением баланса тепла в экспериментальной установке . В зависимости от температуры испытаний баланс может достигаться либо за счет собственных тепловыделений в образце при определённой системе охлаждения, либо с помощью дополнительного электрического нагревателя . Возможны различные комбинации систем нагрева и охлаждения, в том числе и изменение тепловыделений при перемещении испытуемого образца в неравномерном поле излучений для достижения требуемого температурного интервала испытаний. Так как большинство объектов испытаний необходимо исследовать при повышенных температурах, когда возможно их химическое взаимодействие с окружающей атмосферой, что существенно может исказить результаты экспериментов , то система обеспечения предусматривает вакуумирование рабочего объема и заполнение его очищенным газом –носителем (заполнителем ). Транспортно-технологические операции (22) осуществляются на ИРТ-МИФИ кран-балкой физического зала и предусматривают два типа работ: смену образца в облучательном устройстве , смену облучательного устройства.

Содержание слайда: Экспериментальные установки стенда Следует отметить, что реакторные испытания предполагают значительную предварительную подготовку: - отработка методики и испытания вне поля излучения на лабораторных установках (14), проведение исследований на аналогах облучательных устройств (17), которые полностью повторяют конструктивно облучательное устройства, но находятся вне поля излучения, отработка методики и испытания вне поля излучения на специальных лабораторных установках (15), которые устанавливаются в спецлабораториях и защитных камерах (проведение работ с плутониевым топливом), -используются облучательные устройства двух типов: со сменой(18) и без смены(19) образца в процессе испытаний.

Содержание слайда: Облучательные устройства и установки

Содержание слайда: Научные результаты Экспериментальные возможности реакторного стенда ИРТ-МИФИ позволили впервые: провести исследование механических свойств отечественного топлива энергетических реакторов, -оценить влияния на газовыделение пластической деформации диоксида урана при высоких температурах, -исследовать динамику радиационной аморфизации силицида урана и её влияние на пластические свойства, -обосновать разработку оксидного топлива с низким сопротивлением деформированию, -получить рекомендации для обоснования работоспособности и лицензирования твэлов энергетических реакторов.

Содержание слайда: Внедрения. Облучательные устройства, разработанные на кафедре18 МИФИ, внедренные в практику НИР на ИРТ-МИФИ использованы как прототипы при разработках реакторных стендов на реакторах ВВР-СМ (Узбекистан г.Улукбек) и ИВВ-2 (Свердловская обл. г. Заречный) . Экспериментальные результаты исследования пластических свойств ядерного топлива и разработанные на их основе рекомендации для обоснования работоспособности и лицензирования твэлов энергетических реакторов внедрены в кодовые программы расчета надежности энергетических реакторов РФ.

Содержание слайда: Подготовка научных кадров Научные исследования проведенные кафедрой 18 МИФИ при разработке и эксплуатации реакторных стендов для исследования физико-механических свойств ядерного топлива представлены в более чем 200 научных публикациях. По результатам научных исследований успешно защищены: - три докторские диссертации, - двенадцать кандидатских работ. - более ста дипломных работ.

Содержание слайда: О заключительной части курса. Заключительная часть курса будет посвящена рассмотрению конкретных примеров использования изложенных выше материалов в научной практике. В этом изложении, естественно, не может быть уже полностью решенных задач представленных в рамках курса. Будут подробно рассмотрены две задачи: -первая задача связана с использованием модельных представлений для восстановления физических параметров материала по экспериментальным данным. Рассматриваются экспериментальные результаты исследования выхода газов-продуктов деления из ядерного топлива на основе диоксида урана различных технологий, которые удается описать двухстадийной диффузионной моделью. Сопоставление экспериментальных результатов с модельными представлениями дают возможность определить параметры переноса газов-продуктов деления в ядерном топливе.

Содержание слайда: О заключительной части курса. -вторая задача посвящена объяснению эффекта воздействия пластической деформации на выход газов-продуктов деления. В восьмидесятые годы прошлого века на ИРТ-МИФИ выполнялась программа сотрудничества с Францией по исследованию пластических свойств ядерного топлива в радиационных условиях. Эксперименты по исследованию высокотемпературной ползучести в инициативном плане сопровождались регистрацией газов-продуктов деления (ГПД). На образцах технологии DCI, обладающих повышенной пластичностью и низкими значениями выходов ГПД, были получены нетривиальные результаты. При малых установившихся скоростях деформации ползучести выход ГПД был ниже стационарного выхода при отсутствии деформации и превышал его при больших скоростях. Полученные результаты удается объяснить на основе диффузионно-конвективной модели миграции ГПД в ядерном топливе.