Устройство для низкотемпературного облучения

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОГО ОВЛУЧЕНИЯ, содержащее линию , подачи газообразного азот-а и каналкриостат , состоящий из внутренней рабочей камеры и внешнего кожуха, о тличающееся тем, что, с целью понижения температуры облучения при одновременном обеспечении взрывобезопасности , рабочая камера каналакриостата в ее части, находящейся ,вне зоны интенсивного облучения,снабжена средством для создания газожидкостной смеси технического азота. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛЙСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ЗСГГ(.10З .Ы|,,1В

Ю

СЛ

C5 .

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОЮИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАЮ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3470719/18-25 (22) !6.07.82 (46) 07.09.87. Бюл. В 33 (71) Институт физики AH ЛатвССР (72) 3.А.Райтман, P.È.Âàñêèñ, Н.А.Гусинов и Ю.M.Ðåçàíîâ (53) 62 1.039.55 (088.8) (56) Вадачкария Л.А. и др. Низкотем- пературная петля с пневмопочтой на ядерном реакторе ИРТ-2000. Атомная энергия 26, вып. 3, 1969, с. 288-

290, Новиков С.P. и др, Ниэкотемпературный канал реактора BBP-Ì.Физикотехнического института AH СССР. Атомная энергия 20, вып. 3, 1966, с.275277.

„„SU„„1088560 A (5g 4 G 21 Н 5/00 G 21 К 5/00 (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОГО ОБЛУЧЕНИЯ, содержащее линию подачи газообразного азота и каналкриостат, состоящий из внутренней рабочей камеры и внешнего кожуха, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью. понижения температуры облучения при одновременном обеспечении взрывобеэопасности, рабочая камера каналакриостата в ее части, находящейся вне зоны интенсивного облучения,снабжена ередством для создания гаэожидкостной смеси технического азота.

45

1 10885

Изобретение относится к области радиационной техники, а более конкретно — к устройствам для использования излучения от радиоактивных ucf) точников, и может быть применено в радиационной физике, химии, биологии и материаловедении, преимущественно при проведении испытаний и исследований в горизонтальных каналах атом- 10 ных реакторов.Известны устройства щя облучения различных объектов в каналах атомных реакторов при низких температурах.

Недостатки таких устройств связаны 15 с рядом причин: ограниченностью выбора слабоактивирующихся материалов для изготовления криосталов; необходимостью сооружения дополнительной защиты, что удлиняет и усложняет ком- 20 муникации; ограниченностью выбора охлаждающих жидкостей. Например, применение .в канал-криостатах такого дешевого и доступного хладагента, как технический жидкий азот (содержание кислорода более 0,17), недопустимо из-за превращения примесного кислорода в озон, образования и накопления взрывоопасных продуктов. Специфика проведения облучений на атомных реак- 30 торах требует от низкотемпературных устройств не только достижения мини. мальной температуры облучаемого объекта, но и возможности проведения длительных облучений, надежности и вэрывобезопасности, простоты в эксплуатации.

Известны устройства, использующие в качестве хладагента очищенный жидкий или газообразный азот. К устрой- 40 ствам, например, относится низкотем пературная петля на горизонтальном канале атомного реактора. Устройст-, во содержит вакуумированный каналкриостат, линию подачи газообразного гелия с системой очистки, экранный газовод, теплообменник, находящийся вне зоны интенсивного излучения и погруженный B ванну с жидким . техническим азотом. Газообразный гелий, охлаждающий облучаемый объект и элементы конструкции, циркулирует в замкнутом контуре, а изменение температуры достигается за счет изменения расхода циркулирующего гелия.уст- 55 ройство является сложным, так как содержит линии очистки газа, теплообменники, компрессоры. Другим его недостатком является возможность накопления в системе радиоактивного трития. Устройство не гарантировано от взрывов, поскольку при неполадках в системе очистки или частичной разгерметизации канал-крностата в контурах прямого и обратного токов газа возможно накопление взрывоопасных продуктов радиолиза воздуха.

Наиболее близким устройством к изобретению является канал-криостат проточного типа, в котором охлаждение облучаемого объекта осуществляют газообразным азотом. Это устройство для низкотемпературного облучения содержит линию подачи газообразного азота и канал-криостат, состоящий из внутренней рабочей камеры и внешнего кожуха. Это устройство более взрывобезопасно, но в нем не обеспечивается достаточно низкая температура облучения. Другим его недостатком является большой расход хладагента.

Цель изобретения — понижение температуры облучения при одновременном обеспечении взрывобезопасности.

Цель достигается тем, что в устройстве для низкотемпературного облучения, содержащем линию подачи газообразного азота и канал-криостат,состоящий из внутренней рабочей камеры и внешнего кожуха, рабочая камера канал-криостата в ее части, находящейся вне зоны интенсивного облучения, снабжена средством для создания газожидкостной смеси технического азота.

На фиг. 1 показана схема устройства для низкотемпературного облучения с размещением канал-криостата при проведении низкотемпературного облучения в горизонтальном канале атомного реактора; на фиг. 2 схематически изображен канал-криостат.

Канал-криостат 1 помещен в горизонтальный канал атомного реактора

2 таким образом, чтобы облучаемый объект был приближен к активной зоне атомного реактора 3. Сосуды 4 для жидкого хладагента (технический азот) соединены линией подачи 5, проходящей через биологическую защиту 6 с каналкриостатом. Канал-криостат содержит внешний .кожух 7 и внутреннюю рабочую камеру 8, которая в ее удаленной отзоны интенсивного облучения части снабжена средством для создания газожидкостной смеси технического азота

9, например, дроссельным вентилем.

4 ляцию атомного реактора. Изменение температуры охлаждаемого объекта осуществляют, меняя давлейие газа в линии подачи. Пробка рабочей камеры может быть снабжена герметичным разъемом, что позволяет проводить измере- ния свойств исследуемых материалов в процессе облучения.

Кожух канал-криостата был изготовлен из алюминиевой трубы марки АД диаметром 90 мм, длиной 3 м. Внутри ко жуха размещена рабочая камера — алюминиевая труба диаметром 54 мм.Трубы соосны. Кожух и рабочая камера соединены втулкой, в -котброй йфофеланы отверстия специальной формы для отвода отработанной газожидкостной смеси технического .азота в спецюентиляцию атомного реактора. Рабочая кам* ера размещена в кварцевом сосуде Дьюара (диаметр 80 мм, длина 1,5 м). Пары азотаиз танков ТРЖК-4И по гйбкому хладопроводу сильфоиного типа под давлением 2,5-3 -атм. подводилФеь в каналкриостат. При входе в рабоче камеру канал-криостата цроисходйло частичное ожижение газа. В течеийе недельного цикла непрерывного облучения при мощности реактора 3,2 ИВт в рабочей камере поддерживалась температура 80 K. Расход азота составлял

15-20 кг/ч. После облучения контейнер с образцами перегружался в жидкий азот практически без отогрева.

Опыт эксплуатации установки показал, что сочетание в ней средства для создания газожидкостной смеси технического азота и многоходового экранного газовода, выполненного в виде разомкнутого теплообменника с отверстиями, обеспечйвает .надежную, взрывобезопасную работу устройства с эффективностью охлаждения облучаемых объектов не хуже, чем в лучших аналогах, например, в канал-криостатах конденсационного типа.

3 108856

Передняя часть рабочей камеры, находящаяся в зоне интенсивного облучения,, размещена в сосуде Дьюара, выполненном из слабоактивирующегося материала, например., чистого кварца.

Дно рабочей камеры и фильтры 10 тепловых нейтронов и гамма-излучения имеют перфорацию. Внешний кожух и рабочая камера отделены друг от друга теплоизоляцией 11, но. соединены центрующей втулкой, в которой вырезаны отверстия, являющиеся выходом многоходового экранного газовода. Отверстия .размещены на уровне входа спецвентиляции 12 горизонтального канайа атомного реактора (фиг. 1) ° Облучаемый объект 13 помещается внутри рабочей камеры, Устройство работает следующим об- 20 разом.

Пары технического азота из сосуда

4 проходят под давлением через линию подачи 5 и, через средство для создания газожидкостной смеси техничее- 25 кого азота 9, попадают в рабочую камеру 8. Поскольку газ имеет температуру, близкую к точке кипения жидкого азота и ниже температуры инверсии, то проходя в рабочую камеру, газ ожи- щ. жается и охлаждение облучаемого объекта осуществляется газожидкостной смесью технического азота, которая непрерывно сменяется в рабочей камере благодаря системе отверстий в камере и гаэоводе. Средство для создания газожидкостной смеси технического азота 9 размещаемся непосредственно перед концевой пробкой рабочей камеры, что препятствует возникнове- 4р нию застойных слоев смеси. Наличие перфорации в рабочей камере в фильт- рах, а также выполнение выхода многоходового экранного газовода в виде системы отверстий позволяет быстро отводить продукты радиолиза технического азота из устройства в спецвенти1088560

Составитель С.Простов

Редактор Н.Сильнягина Техред,B.Êàäàð Корректор С.Черни

Заказ 4060 Тираж 394 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-.35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4