BR-5 (reaktor)

BR-5 je  výzkumný jaderný reaktor s rychlými neutrony se sodíkovým chladivem. Byl postaven a provozován v IPPE , Obninsk , od roku 1959 do roku 2002 .

BR-5 je první sodíkový reaktor s nenulovým výkonem v SSSR a Evropě . V roce 1973, po rekonstrukci a zvýšení výkonu , dostal reaktor nový název BR-10 .

Historie

BR-2

Potřeba vytvoření sodíkem chlazeného reaktoru s rychlými neutrony byla v SSSR realizována v roce 1956 po neúspěchu projektu BR-2  - rychlého reaktoru, ve kterém byla jako chladivo použita rtuť . Během provozu BR-2 bylo zjištěno korozní poškození plášťů palivových článků ( palivových tyčí ), kterými se plutonium dostávalo do chladicí kapaliny. Z těchto důvodů byl provoz reaktoru BR-2 ukončen. [1] [2] BR-2 fungoval jen asi rok.

Design

Na místě demontovaného BR-2 v objektu č. 85 IPPE vznikl nový rychlý reaktor BR-5. Jako chladicí kapalina byl použit kapalný sodík a jako palivový materiál pro první nakládku byl použit PuO2 . Návrh, výroba zařízení, stavební práce a uvedení do provozu byly dokončeny za méně než čtyři roky a v roce 1959 dosáhl BR-5 projektovaného výkonu 5 MW (tepelný).

Hlavním úkolem reaktoru BR-5 bylo v praxi rozpracovat prvky technologie budoucích energetických a vojenských rychlých reaktorů - čerpadla, teplosměnná zařízení, sodíková zařízení, palivové články, řídicí a ochranné systémy a mnoho dalšího. Proto se v BR-5 nepředpokládalo rozšířené šlechtění plutonia.

Projekt BR-5 připravil konstrukční tým TsNII-58 , obranného ústavu převedeného koncem 50. let na OKB-1 S. P. Koroljovem [3] . Kontrolu nad projekčními pracemi prováděla dozorčí skupina z IPPE.

Milníky

• Design a konstrukce
  • 1956 - vývoj technických specifikací pro konstrukci reaktoru BR-5.
  • 1956-1957 - vytvoření projektu reaktoru BR-5.
  • 1957-1958 - výroba a instalace zařízení BR-5 v objektu uzavřeného reaktoru BR-2.
  • 25. července 1958 - fyzické spuštění reaktoru BR-5 bez chladiva.
  • 27. ledna 1959 - fyzické spuštění reaktoru BR-5 s chladivem, datum zahájení provozu reaktoru.
• Vykořisťování
  • 21.7.1959 - dosažení projektového výkonu 5 MW (tepelné).
  • Do roku 1964 pracoval na palivu s oxidem plutonia.
  • 1965-1971 - palivo z karbidu uranu.
  • 1973 - rekonstrukce reaktoru BR-5 a jeho přeměna na reaktor BR-10.
  • 1973-1979 - palivo z oxidu plutonia.
  • 1983-1997 - palivo nitrid uranu.
  • 4. října 2002 - dokončení reaktoru BR-10.
• Demontáž

Stručný popis

Rekonstrukce a přestavba na BR-10

V květnu (podle jiných zdrojů v červnu) 1971 byl reaktor BR-5 odstaven z důvodu rekonstrukce na zvýšení výkonu na 10 MW (tepelný). [4] Během dvou let bylo vyměněno téměř veškeré hlavní zařízení reaktoru, včetně čerpadel a smyčkových kanálů, instalováno dodatečné biologické stínění a vyrobeny nové palivové články. Bylo také rozhodnuto opustit použití slitiny sodíku a draslíku ve druhé smyčce reaktoru. Na těchto pracích se podílely různé podniky a organizace, které byly součástí Sredmash - například závod Ordzhonikidze , VNIINM , NIIEFA a mnoho dalších.

V květnu 1973 byl modernizovaný reaktor s názvem BR-10 fyzicky spuštěn. Bylo zjištěno, že reaktor nemohl pracovat při výkonu přesahujícím 6-6,5 MW (tepelný). V období 1979 až 1983 pokračovala rekonstrukce zařízení, která nakonec umožnila dosáhnout výkonu 8 MW (tepelný). Od roku 1983 až do konce své životnosti fungoval reaktor BR-10 na palivo mononitrid uranu .

Vypnutí

V prosinci 2002 byl provoz BR-10 ukončen. Reaktor byl uveden do konečné odstávky a začaly přípravy na jeho vyřazení z provozu. [5] Přípravné práce zahrnovaly odstranění paliva z aktivní zóny , vypuštění sodíku z okruhů a další operace.

Projekt vyřazování BR-10 z provozu byl schválen v roce 2008 . Projekt počítá s dokončením demontáže zařízení všech systémů s výjimkou samotného reaktoru do roku 2020 . Reaktor zůstane pod dohledem 50 let. Během této doby se jeho aktivita sníží na hodnoty, které umožňují bezpečnou demontáž reaktoru. [6]

Hlavní výsledky práce

Během provozu reaktoru BR-5 (BR-10) byla vyvinuta technologie sodíkového chladiva pro jaderné reaktory a byl testován výkon tří různých složení paliva: PuO 2 , UC a UN. Bylo ozářeno více než 200 experimentálních sestav s různými palivovými, konstrukčními a absorpčními materiály. [7] BR-5 (BR-10) byl použit jako testovací místo pro vytvoření prvních systémů kontroly těsnosti pláště paliva pro rychlé sodíkové reaktory.

V léčebném komplexu napojeném na BR-5 (BR-10) bylo v letech 1985 až 2001 léčeno radioterapeutickými metodami asi 500 onkologických pacientů . [osm]

Pozoruhodné incidenty

1961

Reaktor byl na šest měsíců odstaven z důvodu zvýšení aktivity chladiva způsobeného uvolňováním štěpných úlomků z palivových tyčí do něj. Před uvedením reaktoru do provozu byla provedena dekontaminace palivových tyčí, aktivní zóny a primárního okruhu . [9]

1984

Reaktor byl nucen na tři měsíce odstavit kvůli nedbalosti jednoho ze zaměstnanců, který při práci na víku reaktoru zapomněl vytáhnout z kapsy montérky svazek klíčů od bytu. Klíče vypadly a uvízly ve štěrbině v oblasti regulátorů, což narušovalo normální provoz instalace. K vytažení klíčů bylo nutné vyrobit speciální mechanická zařízení. [deset]

1986

25. dubna v jedné z místností došlo k požáru sodíku, který unikal z potrubí chybou obsluhy. Oheň byl okamžitě uhašen. Před navrácením reaktoru do provozu bylo nutné vyměnit poškozené kabely. [jedenáct]

Odkazy

• Výzkumný reaktor BR-5
• Publikace IAEA IAEA-TECDOC-1531 "Databáze rychlých reaktorů", str. 266-269
• Jubilejní konference "Od výzkumu na reaktoru BR-5 (BR-10) k projektům demonstračních a energeticky rychlých reaktorů"

Poznámky

1. ↑ Jubilejní kolekce. K historii vzniku a provozu výzkumného reaktoru rychlých neutronů BR-5 (BR-10). 1959-2009 Články, paměti, fotografické dokumenty. / Státní vědecké centrum Ruské federace-IPPE pojmenované po A. I. Leipunském. - Obninsk, SSC RF-IPPE, 2009. - S.3.
2. ↑ Na důvody odstavení reaktoru BR-2 je jiný pohled, a to že byl dokončen hlavní program fyzikálních měření na reaktoru BR-2, což umožnilo rozhodnout o jeho zásadní rekonstrukci. . Viz např. práce E. A. Stumbura , připravená v roce 1997 a publikovaná v otevřeném tisku v rámci jubilejního sborníku.
3. ↑ Úkol zvláštního národního významu: Z historie vzniku jaderných raketových zbraní a strategických raketových sil (1945-1959): So. doc. / sestava: V. I. Ivkin, G. A. Suchina. — M  .: ROSSPEN , 2010. — 1207 s. - ISBN 978-5-8243-1430-4 .
4. ↑ Jubilejní sborník, s. 47,51.
5. ↑ BR-10 - testovací prostor pro výstupní technologie . Získáno 8. dubna 2017. Archivováno z originálu 9. dubna 2017. (neurčitý)
6. ↑ Výroční kolekce, S.70.
7. ↑ Jubilejní sborník, S.64-65.
8. ↑ Výroční kolekce, S.66.
9. ↑ Publikace IAEA IAEA-TECDOC-1531 „Databáze rychlých reaktorů“, Strana 266 . Získáno 8. března 2009. Archivováno z originálu dne 31. března 2017. (neurčitý)
10. ↑ Výroční kolekce, S.58.
11. ↑ Výroční kolekce, S.59.