Известия вузов. Ядерная энергетика

Рецензируемый научно-технический журнал. ISSN: 0204-3327

Бесконтактное определение давления в емкостях с обедненным гексафторидом урана по механической реакции на тепловое воздействие

17.09.2026 2026 - №03 Топливный цикл и радиоактивные отходы

Я.О. Бобровский

DOI: https://doi.org/10.26583/npe.2026.3.09

УДК: 621.039.743; 53.083.9; 539.3

На открытых площадках разделительных заводов хранятся емкости с обедненным гексафторидом урана (ОГФУ) в течение десятков лет. Во время хранения в них может возникнуть опасно высокое избыточное давление, которое способно привести к аварии при вскрытии. Давление целесообразно периодически контролировать для заблаговременного выявления потенциально опасных емкостей. При этом измерение давления традиционными манометрами может быть невозможно, что требует применения способов бесконтактного определения давления. Существующие способы бесконтактного определения давления малопригодны для контроля давления в емкостях с ОГФУ. Цель работы – описать принципиально новый способ бесконтактного определения давления применительно к контролю давления в емкостях с ОГФУ. Способ заключается в выявлении датчиками деформации и температуры реакции емкости на тепловое воздействие и в дальнейшем использовании результатов измерений при расчете давления. Приведена простая теоретическая зависимость, связывающая измеренные деформации и температуру с давлением посредством коэффициентов A и B. Исследованы вопросы определения коэффициентов A и B. Выполнена оценка точности определения давления в емкости с ОГФУ по изложенному способу. Минимально достижимая абсолютная погрешность определения давления с учетом оценки погрешностей A и B составила ± 1,2 атм. Минимально достижимая абсолютная погрешность определения давления без учета оценки погрешностей A и B составила ± 0,4 атм. Высокие погрешности объясняются высокой жесткостью емкостей с ОГФУ.

Ссылки

  1. Гонек Н.Ф. Манометры. Л.: Машиностроение, 1979, 176 c.
  2. Муратов О.Э. Проблемы обращения с обедненным гексафторидом урана (обзор). Теоретическая и прикладная экология. 2020;4:13–21. DOI: https://doi.org/10.25750/1995-4301-2020-4-013-021
  3. Решетников Ф.Г., Бибилашвили Ю.К., Головнин И.С. и др. Разработка, производство и эксплуатация тепловыделяющих элементов энергетических реакторов. В 2 кн. Кн. 2. М.: Энергоатомиздат, 1995, 336 с. ISBN 5-283-03615-4.
  4. Томшина А.А., Стелюк А.Ю., Лесин В.В. и др. Методика ультразвукового контроля давления гелия под оболочкой твэл (УЗКД). Вопросы атомной науки и техники. Серия: материаловедение и новые материалы. 2019;3:78–87. EDN: https://elibrary.ru/ehppfz
  5. Пастушин В.В., Новиков А.Ю., Зеленчук А.В., Бибилашвили Ю.К. Теплофизические средства неразрушающего исследования герметичности и параметров газа в твэлах реакторов. Атомная энергия. 1996;80(1):20–26. URL: https://elib.biblioatom.ru/text/atomnaya-energiya_t80-1_1996/p20/ (дата обращения 17.01.2026).
  6. Новиков А.Ю., Зеленчук А.В., Пастушин В.В. и др. Способ определения давления газа в тепловыделяющих элементах ядерных реакторов: пат. 2049316. Российская Федерация: МПК G01L 11/00; заявл. 08.01.1992; опубл. 27.11.1995. URL: https://www1.fips.ru/registers-doc-view/fips_servlet?DB=RUPAT&rn=235&DocNumber=2049316&TypeFile=html (дата обращения 12.07.2026).
  7. Зорин В.М. Способ бесконтактного измерения давления в трубопроводе и устройство для осуществления этого способа: авторское свидетельство 161518. Союз Советских Социалистических Республик: МПК G01f, G01l, G08c; заявл. 07.11.1962; опубл. 19.11.1964. URL: https://www1.fips.ru/registers-doc-view/fips_servlet?DB=RUPAT&rn=3949&DocNumber=161518&TypeFile=html (дата обращения 12.07.2026).
  8. He Weidong, Zheng Xianfeng, Zhang Pan et al. Non-contact pressure measurement method and system based on strain and temperature sensors: пат. 111649869. Китайская Народная Республика: МПК G01L 19/00, G01L 19/04, G01L 27/00; заявл. 23.06.2020; опубл. 11.09.2020 URL: https://patentscope.wipo.int/search/en/detail.jsf?docId=CN306882949&_cid=P12-MRFBWB-97975-1 (in Chinese).
  9. Монахов А.Д., Яковлев Н.О., Автаев В.В., Котова Е.А. Разрушающие методы определения остаточных напряжений (обзор). Труды ВИАМ. 2021;9:95–104. DOI: https://doi.org/10.18577/2307-6046-2021-0-9-95-104
  10. Бобровский Я.О. Способ определения давления среды в герметичной емкости: пат. 2861694. Российская Федерация: МПК G01L 9/04; заявл. 05.06.2025; опубл. 07.05.2026. URL: https://www1.fips.ru/registers-doc-view/fips_servlet?DB=RUPAT&rn=1696&DocNumber=2861694&TypeFile=html (дата обращения 12.07.2026).
  11. Орлов А.А., Верлинский М.В., Малюгин Р.В. Влияние размера вертикальных ребер на десублимацию UF6 в вертикальных погружных емкостях. Атомная энергия. 2021;131(1):39–43. URL: https://elib.biblioatom.ru/text/atomnaya-energiya_t131-1_2021/p39/ (дата обращения 17.01.2026).
  12. Балабух Л.И., Колесников К.С., Зарубин В.С. и др. Основы строительной механики ракет. М.: Высшая школа, 1969, 496 с. EDN: https://elibrary.ru/vtitkh
  13. Ansys, Inc. (сайт). URL: https://www.ansys.com/ (дата обращения 17.01.2026).
  14. ГОСТ Р 57700.10-2018. Численное моделирование физических процессов. Определение напряженно-деформированного состояния. Верификация и валидация численных моделей сложных элементов конструкций в упругой области. М.: Стандартинформ, 2018. URL: https://docs.cntd.ru/document/1200158272 (дата обращения 12.07.2026).
  15. Белостоцкий А.М., Дубинский С.И., Аул А.А. Верификация программных комплексов для решения наукоемких задач строительного профиля (в системе РААСН). Опыт и перспективы. Вестник МГСУ. 2010;4–5:186–190. EDN: https://elibrary.ru/rtujsl
  16. АО «НИЦ СтаДиО» (сайт). URL: https://www.stadyo.ru/ (дата обращения 04.04.2026).
  17. Юдин А.С., Щитов Д.В. О расчете эллиптических оболочек вращения, нагруженных внутренним давлением. Известия вузов. Северо-кавказский регион. Серия: Естественные науки. 2004;S3:29–36. EDN: https://elibrary.ru/hsotnd
  18. ГОСТ 30893.1-2002 (ИСО 2768-1-89). Основные нормы взаимозаменяемости. Общие допуски. Предельные отклонения линейных и угловых размеров с неуказанными допусками. Минск, Издательство стандартов, 2003. URL: https://docs.cntd.ru/document/1200032262 (дата обращения 12.07.2026).
  19. ГОСТ 19903-2015. Прокат листовой горячекатанный. Сортамент. М.: Стандартинформ, 2016. URL: https://docs.cntd.ru/document/1200133726 (дата обращения 12.07.2026).
  20. Назыров З.В. Экспериментальное исследование зависимости показаний ультразвукового толщиномера от температуры. Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. 2016;4:69–74. EDN: https://elibrary.ru/xefchx
  21. Ерасов В.С., Пацак М.М., Загребалов А.А. Способ определения модуля упругости материала: авторское свидетельство 1758475. Союз Советских Социалистических республик: МПК G01N 3/00; заявл. 21.05.1990; опубл. 30.08.1992. URL: https://www1.fips.ru/registers-doc-view/fips_servlet?DB=RUPATOLD&DocNumber=1758475&TypeFile=html
  22. Бульбович Р.В., Пальчиковский В.Г., Садиков Я.С., Мурзыев Э.Н. Способ определения коэффициента Пуассона материала: авторское свидетельство 1755105. Союз Советских Социалистических Республик: МПК G01N 3/00; заявл. 07.05.1990; опубл. 15.08.1992. URL: https://www1.fips.ru/registers-doc-view/fips_servlet?DB=RUPAT&rn=1257&DocNumber=1755105&TypeFile=html (дата обращения 12.07.2026).
  23. Белозеров Ю.С., Князев А.В., Кодесс Б.Н. и др. Линейный коэффициент теплового расширения железа различного изотопного состава. Неорганические материалы. 2021;57(11):1202–1206. EDN: https://elibrary.ru/xpbcme
  24. ФГБУ «Гидрометцентр России» (сайт). URL: https://meteoinfo.ru/ (дата обращения 17.09.2025).
  25. Mohammed A.A.S., Moussa W.A., Lou E. High sensitivity MEMS strain sensor: Design and Simulation. Sensors. 2008:8(4):2642–2661. DOI: https://doi.org/10.3390/s8042642
  26. Правила промышленной безопасности при использовании оборудования, работающего под избыточным давлением: утверждены Приказом Ростехнадзора от 15.12.2020 № 536 (зарегистрировано в Минюсте России 31.12.2020 № 61998).

обращение с радиоактивными отходами ядерная безопасность обедненный гексафторид урана бесконтактное определение давления механика деформируемого твердого тела напряженно-деформированное состояние оболочек измерение деформации

Ссылка для цитирования статьи: Бобровский Я.О. Бесконтактное определение давления в емкостях с обедненным гексафторидом урана по механической реакции на тепловое воздействие. // Известия вузов. Ядерная энергетика. – 2026. – № 3. – С. 123-141. DOI: https://doi.org/10.26583/npe.2026.3.09 .

Открыть PDF файл