Возможность применения низкообогащенной мишени для получения 99Мо в исследовательском канале МАК-2 реактора ВВР-ц

20.03.2022 2022 - №01 Физика и техника ядерных реакторов

А.С. Зевякин В.В. Колесов А.В. Соболев О.Ю. Кочнов

https://doi.org/10.26583/npe.2022.1.03

Проведены теплогидравлические расчеты активной части петлевой установки МАК-2 исследовательского реактора ВВР-ц для производства 99Мо. Расчетные исследования проводились для возможности использования как высокообогащенной по 235U мишени, так и низкообогащенной мишени. Расчет выполнен для реальных технических характеристик исследовательского канала. Энерговыделение для двух расчетных случаев получено в ходе предварительного нейтронно-физического расчета и выбрано для максимально «горячего» канала.

Задача решается для стационарного режима течения теплоносителя канала и учитывает зависимости теплофизических параметров материалов от температуры. В ходе расчета получено объемное распределение температур в канале.

В результатах расчета приведены максимальные температуры материалов мишени для наработки 99Мо. Анализ полученных результатов достоверно подтвердил вывод о том, что максимальные температуры алюминиевой гильзы и материалов засыпки мишени не превышают критических. Максимальная температура теплоносителя локализуется в точке у поверхности стенки гильзы и не достигает температуры кипения для данного давления.

Показана возможность уменьшения обогащения делящегося материала засыпки мишени по 235U до 19,7% при условии сохранения средней плотности смеси и количества 235U в мишени. При этом наработка значимого для медицины 99Мо практически не изменится, что приведет к снижению капитальных затрат на высокообогащенную смесь матрицы мишени.

Ссылки

1. Livejournal. Как делают технеций-99. Электронный ресурс: https://alexio-marziano.livejournal.com/159160.html (дата доступа 10.02.2021).
2. Молибден-99. Российское атомное сообщество. Электронный ресурс: www.atomic-energy.ru (дата доступа 10.02.2021).
3. Management of Radioactive Waste from 99Mо production IAEA. IAEA-TECDOC. – Vienna.– 1998. – 1051 P.
4. Review of Potential Molybdenum-99/Techetium-99m Production Technologies. Nuclear Energy Agency. OECD. – 2010. – 74 P.
5. Зыков М.П., Кодина Г.Е. Методы получения Мо-99. / Радиохимия. – 1999. – № 3. – Т. 41. – С. 193-203.
6. Колобашкин В.М. и др. Радиационные характеристики облученного ядерного топлива: справочник. – М.: Энергоатомиздат, 1983. – 384 с.
7. Сайт АО НИФХИ им. Л.Я. Карпова. Электронный ресурс: http://karpovipc.ru/ (дата доступа 10.02.2021).
8. Сайт «Научно техническая инфраструктура Российской Федерации». Электронный ресурс: http://ckp-rf.ru/usu/77709/ (дата доступа 10.02.2021).
9. Чусов И.А., Шелегов А.С., Кочнов О.Ю. Особенности конструкций исследовательских реакторов водо-водяного типа. // Известия вузов. Ядерная энергетика. – 2016. – №3. – С. 116-126. DOI: https://doi.org/10.26583/npe 2016.3.12 .
10. Сайт компании ОАО Всерегиональное объединение «Изотоп». Электронный ресурс: http://www.isotop.ru/ (дата доступа 10.02.2021).
11. Кочнов О.Ю., Колесов В.В., Зевякин А.С., Фомин Р.В. Теплогидравлический расчет максимальной температуры топлива и воды в установке МАК-2. // Атомная энергия. – 2019. – Вып. 3. – С. 135-137. DOI: https://doi.org/10.1007/s10512-020-00601-x .
12. Бойко В.И., Колпаков Г.Н., Селиваникова О.В. Топливные материалы в ядерной энергетике. Учебное пособие. – Томск: Томский политехнический университет, 2008. – 186 с. ISBN 5-98298-264-4.
13. Пахолик Д.А., Кочнов О.Ю., Колесов В.В., Фомичев В.В. Увеличение наработки изотопа Мо-99 путем модернизации конструкции мишеней, облучаемых в экспериментальных каналах реактора ВВР-ц. // Известия вузов. Ядерная энергетика. – 2021. – № 3. – С. 18-28. DOI: https://doi.org/10.26583/npe.2021.3.02 .
14. Кочнов О.Ю., Колесов В.В., Фомин Р.В. Оценка энерговыделения в мишени с урансодержащим материалом при производстве 99Mo с использованием мишеней усовершенствованной конструкции на реакторе ВВР-ц. // Известия вузов. Ядерная энергетика. – 2012. – № 4. – С. 23-29.
15. Аликулов Ш.А., Ахмеджанов Ф.Р., Байтелесов С.А., Болтабаев А.Ф., Кунгуров Ф.Р., Рахимов Э.Т., Салихбаев У.С. Электро- и теплопроводность алюминиевых сплавов САВ-1 и АМГ-2 при высокой температуре. // Атомная энергия. – 2014. Вып. 5. – С. 270-273.
16. Чиркин В.С. Теплофизические свойства материалов ядерной техники. – М.: Атомиздат, 1967. – 474 с.
17. Кириллов П.Л., Богословская Г.П. Теплообмен в ядерных энергетических установках: Учебник для вузов. – М.: Энергоатомиздат, 2000. – 456 с.
18. Металлургия урана и технология его соединений. Курс лекций Уральского федерального университета имени первого Президента России Б.Н. Ельцина. Электронный ресурс: http://elar.urfu.ru/bitstream/10995/28700/1/978-5-7996-1282-5_2014.pdf (дата доступа 10.02.2021).
19. Termalinfo. Свойства оксидов металлов. Электронный ресурс: http://thermalinfo.ru/svojstva-materialov/oksidy/svojstva-oksidov-metallov (дата доступа 10.02.2021).
20. Ахмедзянов Д.А., Кишалов А.Е. Верификация расчета процесса теплообмена в программном комплексе ANSYS CFX. // Вестник Уфимского государственного авиационного технического университета. – 2009. – № 2. – С. 226-232.
21. Соболев А.В., Зевякин А.С., Фомин Р.В., Колесов В.В., Кочнов О.Ю. Модернизация мишеней для наработки молибдена. / Сб. трудов конференции «Инновации в атомной энергетике». – М.: АО «НИКИЭТ», 2017. – С. 1023-1033.
22. Варгафтик Н.Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей. – М.: Наука, 1972. – 721 с.

реактор ВВР-ц исследовательский канал МАК-2 наработка 99Мо энерговыделение теплогидравлический расчет понижение обогащения

Ссылка для цитирования статьи: Зевякин А.С., Колесов В.В., Соболев А.В., Кочнов О.Ю. Возможность применения низкообогащенной мишени для получения 99Мо в исследовательском канале МАК-2 реактора ВВР-ц. // Известия вузов. Ядерная энергетика. – 2022. – № 1. – С. 35-44. DOI: https://doi.org/10.26583/npe.2022.1.03 .