Юрий Казанский: БФС - первые полвека

AtomInfo.Ru, ОПУБЛИКОВАНО 03.03.2012

В Обнинске с 28 февраля по 1 марта 2012 года прошла международная конференция, приуроченная к празднованию 50-летия со дня создания комплекса быстрых физических стендов (БФС) на базе ГНЦ РФ - ФЭИ.

На пленарном заседании конференции был представлен обзорный доклад о направлениях и основных результатах исследований, проведенных на БФС в 1961-1985 годах. От имени коллектива авторов с докладом выступил Юрий Алексеевич КАЗАНСКИЙ.

ПРОДОЛЖЕНИЕ ПОСЛЕ ФОТО

Юрий Казанский, фото AtomInfo.Ru

БФС-1

В начале 50-ых годов в мире стали сооружать критические стенды для моделирования нейтронно-физических процессов, происходящих в реакторах на быстрых нейтронах.

Была очевидна необходимость экспериментального обоснования запаса и коэффициентов реактивности, эффективности стержней СУЗ, а также КВ или КК - параметров, имеющих фундаментальное значение для быстрых реакторов.

На критсборках строились и изучались модели проектируемых реакторов. А несколько позже появилось направление по корректировке ядерных данных на основе специальных критсборок простейшей геометрии и состава.

В ФЭИ руководство созданием и освоением первого стенда было поручено Фёдору Ильичу Украинцеву и его основным помощникам в то время - Виктору Вьюнникову и Валерию Зиновьеву.

Ф.И.Украинцев (начальник здания) и В.П.Зиновьев (главный инженер)

Первый критстенд БФС-1 был введен в эксплуатацию в 1961 году. Работа была организована в соответствии с промышленными правилами, со сменным персоналом и дневными службами. Это дало возможность иметь железную дисциплину, а также некоторые льготы по оплате труда.

"Фёдор Ильич Украинцев - это знаменитый человек. Он занимался ИБР, импульсным быстрым реактором, который был реализован в Дубне, и был награждён за это Государственной премией СССР", - напомнил докладчик.

Первый в мире импульсный реактор периодического действия ИБР со средней мощностью 1 кВт и длительностью импульса 40 мкс был пущен в Дубне, ОИЯИ, 23 июня 1960 года.

Сравнительно скромные размеры БФС-1 не позволяли реализовать полномасштабное моделирование реакторов большой мощности. Но у стенда была уникальная возможность исследовать спектральные распределения нейтронов.

"Стенд был не очень большой. Но у него была особенность, как у лучших стендов на Западе. Он имел импульсный генератор нейтронов, который позволял использовать импульсный режим в измерениях не только спектров нейтронов, но и целого ряда физических характеристик", - сказал Казанский.

БФС-2

Для полномасштабного моделирования реакторов на быстрых нейтронов с электрической мощностью выше 1000 МВт (эл) и одновременного разворачивания работы по изучению интегральных характеристик в 1969 году был введен в эксплуатацию стенд БФС-2.

Из конструктивных особенностей стенда Юрий Казанский выделил расположение стержней СУЗ: "Для того, чтобы не нарушать активную зону, стержни СУЗ располагаются снизу. Один из принципов естественной защиты не использовался". В случае обесточивания ввод стержней в зону обеспечивался за счёт пружин.

Макет БФС-2, 1969 год.
Диаметр - 5 м, высота - 3,3 м, число труб - 10 000.

По инициативе В.В.Орлова при поддержке М.Ф.Троянова были организованы лаборатории №68 и №1, в чьи задачи входила разработка методик экспериментов, приборов, обработки и анализа получаемых данных.

"Это оправдало себя полностью", - отметил Юрий Казанский.

Пультовая БФС-2.

Экспериментальные работы

Докладчик продемонстрировал графики, которыми коллектив, работавший на БФС, имеет полное право гордиться. Речь идёт о методиках корректного учёта пространственных эффектов при измерении реактивности.

Показания цифрового реактиметра, ρ/β_эфф,
в функции времени при сбросе стержня в реактор (точки).
Те же показания при учёте пространственных эффектов (прямые линии 1-3).

"На этой картинке изображены измерения реактивности в реакторе, когда вы сбрасываете аварийную защиту и хотите узнать, сколько она весит. Справа внизу видно, как сбрасывается стержень и как расставлены три детектора. Кривые, проведенные точками и обозначенные 1, 2, 3 - то, что эти реактиметры показывают. Вы не поймёте, кому из этих кривых верить", - сказал докладчик.

Для сравнения на той же картинке приведены прямые линии 1-3, иллюстрирующие показания реактиметров с учётом пространственных эффектов по методикам, реализованным для экспериментов на БФС.

Говоря о направлениях экспериментальных работ на БФС, Юрий Казанский перечислил некоторые из методов, которые были освоены на стенде. Это методы измерения ценности нейтронов, β_эфф, времени жизни мгновенных нейтронов, больших отрицательных эффектов реактивности и параметров воспроизводства.

"Все направления исследований на критстендах можно условно разбить на две части - моделирование проектируемых реакторов и интегральные эксперименты на критсборках", - сказал докладчик.

"Второе направление очень интересное. В нём исследуются специально сделанные системы, у которых минимальный набор материалов и простейшая геометрия - для того, чтобы пренебречь модельными составляющими, для того, чтобы убрать фоновые ядерные реакции. Пример такого эксперимента - международный тест СКЕРЦО. В нём собиралась сборка только из урана, а обогащение бралось таким образом, чтобы при определённых условиях k_∞ равнялось единице", - пояснил Юрий Казанский.

Функционалы вставок с k_∞=1.

Все быстрые реакторы бывшего СССР моделировались на критических сборках БФС. Это ИБР, БОР-60, БН-350, БН-600, строящийся БН-800 и проектировавшийся БН-1600. Исследовались такие параметры как эффективность органов СУЗ, распределения полей энерговыделения, запас реактивности компенсирующей системы, НПЭР, реактивность при разных сценариях разрушения топлива, эффекты реактивности при попадании водородсодержащих материалов в активную зону и другие.

Юрий Казанский продемонстрировал аудитории фрагменты некоторых публикаций, в которых докладывались основные результаты моделирования реакторов. Среди них можно выделить измерения по интерференции стержней СУЗ, НПЭР и даже моделирование расплавления топлива (сборка БФС-44).

Моделирование расплавления топлива на БФС (эксперименты БФС-44).

Напомнив о большом вкладе БФС в моделирование реакторов, докладчик обозначил и имеющиеся ограничения. В перспективе реакторы будут работать на энергетическом плутонии. Радиоактивность данного вида топлива создаст сложности при моделировании, в частности, при измерении НПЭР, который чувствителен к составу топлива. Решение этой проблемы он видит в возврате к системе автоматической загрузки.

Некоторые выводы

В конце выступления Юрий Казанский поделился некоторыми выводами.

За первые 25 лет своего существования стенды БФС - а также ещё один построенный в ФЭИ стенд КОБРА - со своими лабораториями, организованные в отдел, превратились в мощную экспериментальную базу. На сегодняшний день эта база не имеет аналога.

Опыт и квалификация сотрудников позволили принять активное участие в пуске реактора БН-350, а затем стать во главе физпуска реактора БН-600. Не за горами и реактор БН-800, напомнил докладчик.

В конце 60-ых годов сотрудники лабораторий и отдела вышли на международную арену. Этому способствовали А.К.Красин, М.Ф.Троянов и И.Г.Морозов. Сегодня международные связи получили гигантское развитие.

Говоря о задачах на будущее, Юрий Казанский отметил, что программа физического пуска реактора БН-800 должна претерпеть солидные изменения. А в части экспериментальной базы нам необходимо провести "инвентаризацию всего экспериментального богатства".

Ключевые слова: Исследовательские реакторы, ФЭИ, БФС, Юрий Казанский

---

Другие новости:

Фоторепортаж с конференции в честь 50-летия БФС

Конференция начала работу 28 февраля.

Мадам Ловержон и группа AREVA продолжают судебные разбирательства

Суд против детального расследования обстоятельств внешнего аудита по сделке с "UraMin".

Пятый энергоблок Курской АЭС достраиваться не будет - глава Росатома

Руководство Росатома пришло к выводу, что это нецелесообразно с психологической точки зрения.

---

---

---

---

Поиск по сайту: