12.12.2017 эльдарко побывала на юбилее в курчатовском институте. Несмотря на солидный возраст, юбиляр выглядит отлично и в прекрасном состоянии. В 1957 году был пущен исследовательский реактор ИРТ-1000 и с тех пор славно потрудился на благо науки и АЭ в частности. С тех пор на ИРТ-1000 проведены несколько реконструкций, что позволило увеличить мощность, и изменили имя с ИРТ-1000 на ИР-8 (циферка означает тепловую мощность в мегаваттах, ранее было в киловаттах) и по оценкам специалистов этот уникальный исследовательский реактор готов и дальше работать во благо мирного атома ещё, как минимум, лет 40. По крайней мере на 100 летний юбилей тоже приглашали. В связи со столь знаменательной датой РЭА и Курчатник устроили конференцию по исследовательским ядерным установкам России с посещением собственно юбиляра и самого первого курчатовского реактора Ф-1, которому в прошлом году исполнилось 70 лет.

Фото юбиляра. ИР-8 60 лет в строю



Небольшой рассказ об ИР-8

В первой части конференции в честь юбилея ИР-8 было, собственно, посещений самого юбиляра. Приехало довольно много представителей различных профильных организаций и не только из Москвы. Были товарищи из Томска, Димитровграда, Ленинградской области, Севастополя, были представлены практически все институты, у которых есть свои исследовательские реакторы. Как ни странно, эльдарко сильно удивилась, что можно было фотографировать действующую ядерную установку. С учётом нашей паранойи это показалось чудом, обычно даже у проходной какой-нить Энской АЭС запилить селфи на фоне вывески не дадут, хотя тут же в интернетах полно всяких фоточек со всех ракурсов. А в этот раз пожалуйста. Знала бы, взяла фотоаппарат, а так будут только фото с телефона средней паршивости, ну уж какие есть.

ИР-8 относится к реакторам так называемого бассейнового типа, это когда относительно небольшая активная зона размещена в огромном баке с водой - бассейне, часто разделённом на отсеки, в одном из которых по совместительству сделан бассейн выдержки отработавших сборок, что очень удобно, не надо из далеко таскать, из реактора можно сразу под водой переставить в БВ. В бассейновым реакторам также можно отнести БНы-600 и -800, только там вместо воды натрий. Собственно, вот этот коричневый цилиндр и есть бак бассейна, в котором находится активная зона и БВ. Когда реактор работает, он закрыт, о том, что он на мощности указывает светящееся табло с соответствующей записью, которое на фото засветилось.



Как я уже говорила, максимальная мощность ИР 8 МВт (тепловых), но обычно работает он на меньше мощности. ИР-8 реактор маленький, сравнивать его с энергетическими бесполезно, не те мощности и не те объёмы. Однако он хоть и маленький, но вполне удаленький, поток нейтронов в активной зоне на порядок больше, чем в энергетических реакторах.

Вот здесь есть информация о реакторе, поэтому подробно на технических характеристиках останавливаться не буду. Только надо сказать, чтоб имелись представления о масштабах этого аппарата, что размер активной зоны у него - параллелепипед квадратного сечения в плане 28х28х60 см что в объёме составляет 47,4 литров, что по сравнению с энергетическими реакторами как бы совсем мелочь. Вот и сравните объём бачка с размерами активной зоны. Сам бак в общем-то не цилиндр, скорее прямоугольник с одной цилиндрической стороной. Вот жаль, что я схему не сфотографировала, а в интернете нашлось так себе.



Получить СЦР в такой маленькой активной зоне удалось за счёт высокого обогащения урана 90% и бериллиевого отражателя, который является лучшим замедлителем нейтронов, чем вода и графит, а ещё на нём хорошо идут фотонейтронные реакции, т.е. если по бериллию долбануть гаммой, то вылетит нейтрон, и сам бериллий может служить источником нейтронов, не давая им разлетаться из активной зоны и бесславно погибнуть в воде или бетоне. За чёт такой конструкции каждый нейтрон будет пущен в дело, либо делить топливо, либо направится на экспериментальную установку.

Вокруг реактора расположены 12 горизонтальных экспериментальных каналов, которые напрямую соединяются с активной зоной. В честь гостей их подписали, поставив возле каждого по табличке. В горизонтальных каналах пучки нейтронов по нейтроноводам поступают на исследовательскую установку. В том числе имеются каналы очень холодных и ультрахолодных нейтронов, которые получить в обычном энергетическом реакторе нереально.



Кроме горизонтальных есть ещё уйма вертикальных экспериментальных каналов, с помощью которых образец можно помещать напрямую в активную зону или в отражатель. На вертикальных экспериментальных каналах исследуют свойства конструкционных материалов в условиях реакторного излучения, свойства топливных композиций, а также нарабатывают редкие нуклиды для медицинских целей. В частности, например, срок службы корпусных реакторов типа ВВЭР ограничен сроком службы их корпусов, которые в условиях нейтронного облучения теряют прочностные свойства, охрупчиваются. Ныне используемые стали позволяют работать энергетическому реактору примерно 60 лет до исчерпания ресурса корпуса, однако на ИР-8 были испытания образцы сталей, которые могут работать в качестве корпуса до 100 лет в условиях нейтронного излучения. С ума сойти, скоро будем делать "вечные" реакторы, эдак и прогресс в реакторостроении остановится... В гробнице фараона Тутанхамона был найден ядерный реактор, проработавший 5000 лет.

Экспериментальная установка АТОС, подключенная к пятому горизонтальному экспериментальному каналу



С помощью данной установки исследуется неупругое когерентное рассеяние на монокристаллических образцах с помощью трёхосного кристаллического спектрометра. Данные исследования позволяют получить информацию о свойствах и поведении кристаллических решёток веществ, например металлов, и их устойчивости.

Экспериментальная установка МОНД, подключенная к четвёртому горизонтальному экспериментальному каналу



Используется для исследования атомной и магнитной структуры монокристаллов с помощью монокристального пятикружного нейтронного дифрактометра. Всё это относится к физике твёрдого тела и свойствам кристаллических материалов, что позволит создавать совершенно новые материалы с заданными свойствами.

Экспериментальная установка СТРЕСС, подключенная к третьему горизонтальному экспериментальному каналу



Это куда более приземлённая с точки зрения практического использования установка позволяет измерять внутренние напряжения в массивных образцах методом дифракции на монохроматическом нейтронном излучении. Т.е. если есть металлическая массивная деталь, с помощью этого метода можно буквально увидеть, что у неё внутри, и какие имеются напряжения, влияющие на её прочность. Недостаток метода это то, что он стационарный, т.е. нельзя перетащить эту установку и померить напряжения, например, в трубопроводах АЭС. Однако можно исследовать образцы и получить представление, где и какие появляются напряжения в процессе изготовления/эксплуатации на уровне кристаллической решётки металла.

Кроме этого, есть такая уникальная установка, как ДРАКОН на восьмом горизонтальном экспериментальном канале, которая служит для визуализации внутренней макроструктуры объекта методом нейтронной и гамма интроскопии. Монохроматическая нейтронная радиография и томография. Например, с её помощью была сделана проекция бронзовой статуи Танцующего амура Донателло, радиографическая проекция статуи Иоанна Крестителя, на которой она выглядит, как прозрачная.

Кроме этих установок есть и другие, не буду подробно на них останавливаться, кратко о них сказано тут и можно посмотреть на фото по ссылке.

О реакторе нам рассказывал ветеран ИР-8, который работает там с самого момента пуска реактора, тогда ещё ИРТ-1000, и по сей день, А.Ф. Яшин, на фото в центре. Уж он то знает об этой установке всё.

Встреча ветеранов. Всё гости нарядно одеты. )



Таким образом, с давних пор, когда мы ещё не родились, и по сегодняшний день ИР-8 работает на науку. Даже когда мы там были, проводились исследования образцов в реакторе, так что установка востребованная, живая и уникальная. ИР-8 на сегодняшний день является едва ли не самой старейшей действующей ИЯУ, не скажу, чтобы в мире, но в России точно. Однако это современный реактор, полностью модернизированный, с современными исследовательскими установками, его перебирали несколько раз, меняли типы твэлов и всякий раз получали большую мощность. С его помощью проводятся интересные исследования в области физики твёрдого тела, материаловедения и радиохимии. Даже несколько завидно, люди занимаются такими интересными вещами, а не страдают фигнёй, типа нас. :-/

На ю-тубе нашёлся короткий фильм о ИР-8, где можно заглянуть и внутрь реактора.



Памятный значок в честь юбилея ИР-8.



На этом пока закончу, о Ф-1 напишу в следующий раз.