Известия вузов. Ядерная энергетика

Рецензируемый научно-технический журнал. ISSN: 0204-3327

Коррозионные испытания в водной среде твэлов, облученных в реакторе первой в мире АЭС

30.09.2019 2019 - №03 Вывод из эксплуатации

С.Н. Иванов С.И. Поролло Ю.Д. Баранаев В.Ф. Тимофеев Ю.В. Харизоменов

DOI: https://doi.org/10.26583/npe.2019.3.11

УДК: 621.039.531

Хранение отработавшего ядерного топлива (ОЯТ) в приреакторных бассейнах выдержки (БВ) является одним из ответственных этапов технологии обращения с ОЯТ и требует реализации специальных мер обеспечения ядерной и радиационной безопасности. При длительном хранении в заполненном водой БВ возможна разгерметизация защитных пеналов, в которые обычно помещают ОТВС, и, как следствие, развитие коррозионных процессов в оболочках твэлов.

Исследовались фрагменты отработавших твэлов реактора АМ Первой в мире АЭС при их длительной выдержке в водной среде. Цель работы – получение данных о коррозионном изменении оболочек и топливной композиции твэлов в процессе выдержки, а также о выходе из них радиоактивных продуктов деления. Для проведения исследований была разработана лабораторная установка выдержки твэлов в водной среде и изготовлены опытные фрагменты твэлов. Исследования выполнялись в горячей камере АО «ГНЦ РФ-ФЭИ». Изменение активности водной среды оценивалось по мощности дозы гамма-излучения от отобранной пробы воды. Проводились измерения диаметра и металлографические исследования в различных сечениях фрагментов твэлов.

Коррозионные испытания проводились на фрагментах отработавших твэлов реактора АМ Первой в мире АЭС, длительно хранившихся (более 50-ти лет – твэлы с U-Mo-топливом и ~20 лет – твэлы с UO2-топливом) по штатной технологии – сначала в пеналах БВ, заполненного водой, а затем в сухих пеналах в воздушной среде. Помещение твэлов в водную среду не привело к сквозному повреждению оболочек твэлов и значительному изменению размеров (диаметра) внешней оболочки. Металлографические исследования фрагментов твэлов после коррозионных испытаний показали наличие на поверхности оболочек межкристаллитной и локальной фронтальной коррозии, глубина которых превышала глубину коррозионных дефектов оболочки до проведения испытаний. Интенсивность выхода радионуклидов из топливной композиции оценивалась по величине мощности дозы гамма-излучения проб воды, взятых из стаканов с фрагментами твэлов. В течение всего периода испытаний мощность дозы излучения от проб воды из стаканов с неповрежденными твэлами оставалась постоянной. Мощность дозы от проб воды, взятых из стаканов с фрагментами твэлов с искусственным дефектом, росла в процессе выдержки.

Ссылки

  1. НП-016-05. Общие положения обеспечения безопасности объектов ядерного топливного цикла. Электронный ресурс: https://normativ.kontur.ru/document?moduleId=1&documentId=89086 (дата доступа 10.10.2018).
  2. НП-001-15. Общие положения обеспечения безопасности атомных станций. Электронный ресурс: https://sudact.ru/law/prikaz-rostekhnadzora-ot-17122015-n-522-ob/np-001-15/ (дата доступа 10.10.2018).
  3. НП-082-07. Правила ядерной безопасности реакторных установок атомных станций. Электронный ресурс: http://gostrf.com/norma_data/52/52470/index.htm (дата доступа 10.10.2018).
  4. НП-091-14. Обеспечение безопасности при выводе из эксплуатации объектов использования атомной энергии. Общие положения. Электронный ресурс: https://meganorm.ru/Index2/1/4293769/4293769639.htm (дата доступа 10.10.2018).
  5. НП-061-05. Правила безопасности при хранении и транспортировании ядерного топлива на объектах использования атомной энергии. Электронный ресурс: https://sudact.ru/law/postanovlenie-rostekhnadzora-ot-30122005-n-23-ob/pravila-bezopasnosti-pri-khranenii-i/ (дата доступа 10.10.2018).
  6. НП-047-03. Положение о порядке расследования и учета нарушений в работе объектов ядерного топливного цикла. Электронный ресурс: https://sudact.ru/law/prikaz-rostekhnadzora-ot-23122011-n-736-ob/np-047-11/ (дата доступа 10.10.2018).
  7. НП-004-08. Положение о порядке расследования и учета нарушений в работе атомных станций. Электронный ресурс: https://gostinform.ru/normativnye-dokumenty-po-atomnomu-nadzoru/np-004-08-obj46450.html (дата доступа 10.10.2018).
  8. РБ-013-2000. Требования к содержанию программы вывода из эксплуатации блока атомной станции. Электронный ресурс: https://gostinform.ru/normativnye-dokumenty-po-atomnomu-nadzoru/rb-013-2000-obj52891.html (дата доступа 10.10.2018).
  9. НП-002-15. Правила безопасности при обращении с радиоактивными отходами атомных станций. Электронный ресурс: https://www.seogan.ru/np-002-15-pravila-bezopasnosti-pri-obrashenii-s-radioaktivnimi-otxodami-atomnix-stanciiy.html (дата доступа 10.10.2018).
  10. НП-053-04. Руководство по безопасности. Обеспечение безопасности при транспортировании радиоактивных материалов (справочный материал). Электронный ресурс: https://sudact.ru/law/prikaz-rostekhnadzora-ot-15092016-n-388-ob/np-053-16/ (дата доступа 10.10.2018).
  11. Иванов С.Н., Дворяшин А.М., Попов В.В., Поролло С.И., Шулепин С.В. Послереакторные исследования ТВС и канала СУЗ Первой в мире АЭС. // Атомная энергия. – 2011. – Т. 110. – Вып. 2. – С. 70.
  12. Ушаков Г.Н. Первая атомная электростанция (опыт строительства и эксплуатации). – М.-Л.: Госэнергоиздат, 1959. – С. 17-19.
  13. Солонин М.И., Синельников Л.П., Цыканов В.А. и др. Материаловедческие проблемы длительного мокрого и сухого хранения ОЯТ РБМК-1000. / Сб. докладов VI Российской конференции по реакторному материаловедению. Димитровград, 11-15 сентября 2000 г. – Димитровград: НИИАР, 2000, – Т. 2, ч. 2. – С. 3-22.
  14. Волкова И.Н., Гринь П.И., Кобылянский Г.П. и др. Состояние твэлов РБМК-1000 с оболочкой из сплава Э110 после длительного «мокрого» хранения. / Сб. докладов VII Российской конференции по реакторному материаловедению. Димитровград, 8-12 сентября 2003 г. – Димитровград: НИИАР, 2003. – Т. 2, ч. 1. – С. 258-266.
  15. Сидоренко В.А. Концептуальные аспекты развития ядерной энергетики до 2010г. // Атомная энергия. – 1993. – Т. 76. – Вып. 4. – С. 259-263.
  16. Иванов С.Н., Конобеев Ю.В., Старков О.В. и др. Материаловедческие исследования твэлов, облученных в реакторе Обнинской АЭС, после 38-летней выдержки в хранилище. // Атомная энергия. – 2000. – Т. 88. – Вып. 3. – С. 183-188.
  17. Голосов О., Николкин В.Н., Семериков В.Б. и др. Коррозия отработавшего ядерного топлива реакторов АМБ. / Сб. докладов X Российской конференции по реакторному материаловедению. Димитровград, 27-31 мая 2013 г. – Димитровград: НИИАР, 2013. – С. 253-288.
  18. Голосов О., Николкин В.Н., Лютикова М.С. Фракционный состав продуктов коррозии отработавшего ядерного топлива реакторов АМБ. / Сб. докладов X Российской конференции по реакторному материаловедению. Димитровград, 27-31 мая 2013 г. – Димитровград: НИИАР, 2013. – С. 288-300.
  19. ИНЕС. Руководство для пользователей международной шкалы ядерных и радиологических событий, издание 2008 г. – Вена: МАГАТЭ, 2010. Электронный ресурс: https://howlingpixel.com/i-en/International_Nuclear_Event_Scale (дата доступа 10.10.2018).

твэл тепловыделяющие сборки (ТВС) отработавшие тепловыделяющие сборки (ОТВС) коррозия дефект водная среда искусственный дефект топливная композиция металлографические исследования мощность дозы гамма-излучения микроструктура материала поверхность оболочек Билибинская атомная станция (БилАЭС)