Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана факультет «энергомашиностроение» кафедра «ядерные реакторы и энергетические установки»
Лабораторная работа №1:
«Исследовательская ядерная установка ИБР-2»
Преподаватель: Сатин А.А.
Студенты: 5 курса
Москва 2016
Оглавление
Список сокращений 3
Истории импульсных исследовательских реакторов 4
Информация об уникальной научной установке 5
Главные преимущества и обоснование УНУ 7
Основные направления научных исследований 8
Наиболее значимые результаты исследований 8
Заключение 11
Список литературы 12
Список сокращений
ИБР – быстрый импульсный реактор
УНУ – уникальная научная установка
ПО – подвижный отражатель
ОПО – основной подвижный отражатель
ДПО – дополнительный подвижный отражатель
ЛНФ – лаборатория нейтронной физики
ОИЯИ – объединенный институт ядерных исследований
АФМ – антиферромагниный
Истории импульсных исследовательских реакторов
Первый ИБР был создан, главным образом, физиками из Обнинска с участием специалистов ЛНФ ОИЯИ под руководством И. М. Франка.
Упрощенная конструкции уникального реактора построена впервые в мире, на реакторе с достаточно малой средней мощностью 1 кВт (но мгновенная мощность в импульсе достигала 5 МВт). Позже была обоснована возможности поднять среднюю мощность реактора до 6 кВт с увеличением расхода охлаждающего воздуха, и с 1964 года реактор работал на мощности от 2 до 6 кВт.
В общем, довольно длинный импульс реактора (50 мкс) был более адекватным для задач физики конденсированного состояния. Для уменьшения длительности импульса, по предложению Ф.Л.Шапиро с 1965 года первый ИБР начал использовать импульсные нейтронные умножители в режиме нейтронно-производящей мишени электронного ускорителя-микротрона. С пуском импульсного усилителя длительность нейтронного импульса уменьшается до 3 мкс.
Первый ИБР прекратила свою работу в августе 1968 года. Примечательно, что последний эксперимент на этом реакторе был известным экспериментом по первому наблюдению ультрахолодных нейтронов проводимом в редких импульсных режимах. 10 июня 1969 года, усовершенствованный аналог ИБР был введен в эксплуатацию (ИБР-2). Увеличение мощности было достигнуто за счет изменения конструкции элементов плутониевого топлива, а также путем введения двух урановых пластин (модуляторов реактивности) вместо одного в стальной диск.
ИБР-2 был выведен из эксплуатации в 2001 году с целью замены его в будущем с ревакцинацией значительно короче импульса. В 1992 году была сформулирована концепция нового источника названная «Ирэн» (интенсивно резонансный нейтронно-импульсный источник). На 75-й сессии Ученого Совета ОИЯИ в мае 1994 года проекту «Ирэн» был присвоен официальный статус проекта нового базового объекта в ОИЯИ. Как следствие недостаточного финансирования проекта «Ирен», сейчас завершено только производство ускоряющих секций и элементов плутониевого топлива, но был запущен монтаж ускорителя.
Любой реактор имеет ограниченный срок службы из-за развития радиационной усталости конструкционных материалов. В середине 90-х годов была начата программа модернизации реактора ИБР-2 для замены большей часть своих подразделений, срок обслуживания которых истекает в 2007 году. Модернизация, наряду с заменой, предполагает одновременное совершенствование ключевых элементов, таких как корпус реактора, неподвижный отражатель, исполнительные устройства аварийной защиты, внешний замедлитель нейтронов, в целях повышения надежности реактора и его долговечности. Кроме того, новая концепция состава и расстановки замедлителей нейтронов вокруг модернизированного реактора ИБР-2М позволит создать наилучшие условия для эффективного использования модернизированных и новых спектрометров. На новом реакторе планируется расширить сферу применения холодных нейтронов в контексте растущего интереса к исследования нано- и мезоскопических структур в области физики конденсированных сред и биологии. [3]