В ряде стран — членов СЭВ осуществляется широкая программа строительства АЭС с реакторами ВВЭР. Реакторы этого типа постоянно совершенствуются. Улучшению их физико-технических характеристик, повышению мощности и экономичности способствуют расчетно-теоретические и экспериментальные исследования активных зон, а также уже накопленный опыт эксплуатации.
На настоящем этапе развития реакторов этого типа весьма перспективными являются эксперименты на действующих АЭС в целях создания и испытания надежной системы внутриреакторного контроля. Назначением такой системы может быть раннее предупреждение аварийной ситуации. При комплексном подходе к проектированию система внутриреакторного контроля и диагностики состояния реактора может дать информацию о механических повреждениях, вибрации конструкций, возникающих в активной зоне, о возможном возникновении и местоположении поверхностного кипения, о распределении полей энерговыделения по зоне, степени выгорания и накопления топлива.
Система внутриреакторного контроля должна иметь оборудование для периодического измерения потока нейтронов в активной зоне миниатюрными детекторами, передвигающимися по высоте активной зоны. Такие детекторы должны обладать достаточной чувствительностью и надежностью при работе реактора на любой мощности.
Введение их возможно через верхнюю крышку реактора. Для этих целей применимы активационные детекторы, миниатюрные камеры деления, а также ДПЗ. Распределенная по активной зоне система детекторов дает возможность получить распределение энерговыделения, определить коэффициент неравномерности и, следовательно, наиболее энергонапряженные участки активной зоны. Периодический контроль за распределением потока нейтронов дает возможность определить и степень выгорания топлива.
Такая информация важна при перегрузке топлива, так как позволяет оптимизировать зоны в целях получения максимального теплосъема и глубины выгорания топлива. Данные детекторов можно использовать в системе управления компенсирующими кассетами. Кроме того, на основании показаний системы детекторов нейтронного потока можно проверить расчетные параметры зоны, уточнить расчетные программы, получить данные для оптимального управления реактором в процессе эксплуатации.
В настоящее время ведутся работы по созданию системы внутриреакторного контроля, позволяющей «видеть» активную зону реактора ВВЭР при эксплуатации [45]. Для этой цели используются малогабаритные β-эмиссионные детекторы прямой зарядки и активационные детекторы с различной энергетической зависимостью сечения активации. Измерения дают возможность обеспечить оперативный контроль за распределением потока нейтронов различной энергии в процессе выгорания топлива и бора в замедлителе, при изменении мощности реактора, положения управляющей группы кассет, а также температуры и плотности теплоносителя.
В крышке реактора имеется 12 сухих каналов, проходящих через центральные трубки топливных кассет, которые равномерно распределены по активной зоне и по зонам неравномерности загрузки (т. е. проходят через кассеты с обогащением топлива 1,6; 2,4 и 3,6% с различным окружением). В каждый
канал вводится сборка детекторов («гирлянда») ДПЗ с родиевыми и ванадиевыми эмиттерами, активационные детекторы или калиброванная медная проволока. Кроме распределения плотности потоков нейтронов в таких измерениях получается распределение спектральных индексов золота, лютеция, европия и диспрозия по отношению к меди.
