Критическая уран-водная сборка.
Активная зона критической сборки набирается стандартными твэлами стерженькового типа диаметром 10 мм и длиной активной части 500 мм в сменных треугольных решетках с шагами от 15 до 19 мм. В качестве ядерного топлива используется U02 с 10%-ным обогащением по 236U.
В качестве отражателя и замедлителя используется дистиллированная вода, а в качестве биологической защиты—бетон. Общее устройство критической сборки показано на рис. 10.3.
Корпус сборки. Корпус сборки 17 диаметром 0,8 м и высотой 1,75 м выполнен из алюминиевого сплава и установлен в экспериментальном баке 3, который размещен в бетонном колодце биологической защиты 15. .
Корпус активной зоны подвешен на штангах 14 и закреплен на опорном кольце Р. Корпус сборки во время экспериментов заполняется дистиллированной водой.
К опорному кольцу 9 также крепятся сухие каналы 11 для размещения датчиков СУЗ, термометров сопротивления и детекторов для проведения экспериментов; патрубки с фланцами 6 для подачи и отсоса холодной и горячей воды; кронштейны 8 для крепления каналов 7, в которых размещаются стержни управления и защиты. Кронштейны могут поворачиваться вокруг оси, а выдвижной стакан кронштейна перемещается по радиусу, что позволяет устанавливать каналы стержней в решетках с различными шагами.
К дну бака корпуса критической сборки приварен патрубок для установки клапана 18 быстрого слива замедлителя, который
Рис. 10.3. Продольный разрез критической сборки
выполняет функцию дополнительной АЗ на сборке и используется при изучении свойств водного отражателя.
Заполнение корпуса сборки горячей и холодной водой осуществляется через патрубки 6. Вода подается в нижнюю часть. Отсос воды проводится из верхней части через соответствующий патрубок. Эта система позволяет проводить эксперименты по изучению температурного эффекта.
Активная зона. Активная зона 2 критической сборки набирается из твэлов 5, которые устанавливаются в узлах правильной треугольной решетки.
Корпус активной зоны собирается на основе комплекта сменных решеток. Комплект состоит из трех решеток: нижней (опорной) lt верхней (дистанционирующей) 13 и промежуточной (направляющей )15. Верхняя и нижняя решетки выполнены из алюминиевого сплава, промежуточная — из оргстекла. Между собой решетки жестко соединены штангами 4.
В центре активной зоны установлен центральный канал 12 для размещения источника нейтронов.
Через активную зону проходят шесть каналов для размещения исполнительных органов СУЗ. Число отверстий в решетках позволяет создавать критические и подкритические композиции.
Система управления и защиты. Система управления и защиты представляет собой комплекс специальной аппаратуры и электроприводов для управления критической сборкой, измерения нейтронно-физических характеристик, а также обеспечения защиты критической сборки при возникновении аварийных условий.
Система управления и защиты включает в себя системы: АЗ, управления стержнями РР, измерения мощности и периода нарастания мощности.
Исполнительными органами СУЗ являются стержни-поглотители нейтронов, изготовленные из бористой стали. Стержни перемещаются сервоприводами 10. В зависимости от назначения стержни разделяются следующим образом: два стержня РР (PPj и РР2) предназначены компенсировать избыточную реактивность и четыре стержня АЗ (A3i—А34)—быстро гасить цепную реакцию.
По сигналам АЗ или от кнопки «Сброс АЗ» все стержни падают в активную зону под действием собственного веса за 0,7 с.
Измерение уровня мощности осуществляется восемью независимыми каналами контроля плотности потока нейтронов. В качестве датчиков используются пять ионизационных камер типа КНК, сигналы с которых подаются на приборы, работающие в токовом режиме, и три камеры деления типа КИТ* работающие с импульсными приборами.
Измерение периода нарастания мощности осуществляется двумя независимыми токовыми каналами, датчиками которых служат камеры типа КНК.
Каналы, в которых размещены датчики СУЗ, расположены в отражателе.
Для проведения учебных и исследовательских работ на критической сборке используются вертикальные экспериментальные каналы, один из которых проходит через центр активной зоны, а остальные по мере необходимости монтируются в отражателе.
Подкритическая уран-водная сборка.
Подкритическая сборка состоит из металлической фермы со стальной плитой и активной зоны, размещенной в цилиндрическом баке. Корпус бака 1 (рис. 10.4) диаметром 1,2 м и высотой 1,5 м изготовлен из нержавеющей стали и заполнен дистиллятом. В баке помещена активная зона, набранная из алюминиевых трубок 2 диаметром 34 мм, в нижней части которых находятся по 14 блочков 3 из природного урана в алюминиевой оболочке. Решетка активной зоны треугольная. Трубки с ураном подвешены к стальной плите 4, которая расположена над баком с водой так, что все трубки с ураном оказываются погруженными в воду.
Рис. 10.4. Схема подкритической сборки
Конструкция плиты позволяет менять шаг решетки активной зоны в пределах от 45 до 60 мм через 5 мм.
В центре бака размещен сухой канал, который служит для размещения в нем детектора нейтронов 6.
В качестве детекторов тепловых нейтронов используются пропорциональные счетчики со съемными кадмиевыми чехлами или детекторы для активационного анализа. Детекторы могут перемещаться вдоль оси сборки внутри центральной трубки 5, для чего предусмотрена специальная система, состоящая из стопора и измерительной линейки.
Стационарное поле тепловых нейтронов создается в сборке с помощью источника нейтронов 7, который размещается под днищем бака в графитовой кладке 8. Слой графита между источником, и баком 150 мм. В графите происходит замедление нейтронов и таким образом воспроизводится плоский источник тепловых нейтронов. Следует, однако, иметь в виду, что в активную зону наряду с тепловыми нейтронами попадают и надтепловые нейтроны. Этим, собственно, и объясняется, наличие съемного кадмиевого чехла на счетчике нейтронов.
Слои воды, образующие боковой и торцевые отражатели, обеспечивают надежную защиту персонала от ионизирующих излучений активной зоны.
