Облучение Be12Cr в реакторных условиях при заданных температурно-дозовых режимах

А.Ч. Ашибаев; Ж.Т. Бугыбай; К.С. Киселёв; А.М. Аханов; С.К. Аскербеков; Е.В. Чихрай; А.А. Шаймерденов

Авторлар

А.Ч. Ашибаев Ядролық физика институты, Алматы, Қазақстан
Ж.Т. Бұғыбай Ядролық физика институты, Алматы, Қазақстан
К.С. Киселёв Ядролық физика институты, Алматы, Қазақстан
A.M. Аханов Ядролық физика институты, Алматы, Қазақстан
С.Қ. Әскербеков Ядролық физика институты, Алматы, Қазақстан , Әл-Фараби атындағы Қазақ ұлттық университеті, Алматы, Қазақстан
Е.В. Чихрай Ядролық физика институты, Алматы, Қазақстан , Әл-Фараби атындағы Қазақ ұлттық университеті, Алматы, Қазақстан
А.А. Шаймерденов Ядролық физика институты, Алматы, Қазақстан

Кілт сөздер:

ССР-Қ зерттеу реакторы, ССР-Қ зерттеу реакторы, хром бериллиді (Be12Cr), хром бериллиді (Be12Cr), сәулелендіру құрылғысы, сәулелендіру құрылғысы, жылу режимі, жылу режимі, доза режимі, доза режимі, температуралық инверсия

Аңдатпа

Жұмыс болашақ термоядролық реакторлардың бланкеттеріне арналған перспективалы нейтрон көбейткіш материалы – хром бериллидінің (Be₁₂Cr) қасиеттерін зерттеуге арналған. Белгілі болғандай, термоядролық реактор бланкеті материалдарының пайдаланылуы жоғары температурамен және радиациялық сәулеленумен сипатталады, сондықтан бланкет материалдарына қойылатын талаптардың бірі – олардың радиациялық төзімділігі. Жұмыстың өзектілігі ыстық вакуумдық престеу әдісімен дайындалған Be₁₂Cr үлгілеріне реакторлық сынақтар жүргізу қажеттілігімен байланысты. Зерттеудің мақсаты – ССР-Қ реакторындағы сәулеленудің температуралық-дозалық режимдерін анықтау және қауіпсіздікті есептік негіздеу. Зерттеу әдістемесі MCNP 6 бағдарламасындағы Монте-Карло әдісімен нейтрондық-физикалық талдауға және ANSYS Fluent 2024 R1 бағдарламасындағы есептеу гидродинамикасы әдістерімен жылу-физикалық есептеулерге негізделген түйіндес сандық модельдеуге сүйенеді.

Нәтижесінде нейтрон ағындарының, энергия бөліну өрістерінің және температураның егжей-тегжейлі таралуы алынды. 6 сәулелену циклі ішінде жинақталған дозаның 0,14 dpa жеткені анықталды. Жылу-физикалық талдау гелий қысымы 10–101325 Па диапазонында өзгерген кезде үлгілердің орташа көлемдік температурасы төменгі орналасу үшін 157–428 °C, ал жоғарғы орналасу үшін 135–499 °C аралығында өзгеретінін көрсетті. Деректерді талдау барысында температуралық инверсия әсері анықталды: 10 Па қысымда жүйедегі жылу алмасу сипатының өзгеруіне байланысты жоғарғы үлгілердің температурасы төменгі үлгілерге қарағанда 71 °C-қа жоғары болды. Зерттеудің ғылыми құндылығы хром бериллиді үлгілерін реакторлық сәулелендіруге арналған арнайы әзірленген сәулелендіру құрылғысы үшін есептік деректердің алғашқы кешенін алуда жатыр. Жұмыстың практикалық маңыздылығы Be₁₂Cr үлгілерінің ұзақ мерзімді реакторлық сынақтарын болжамды талдау және жоспарлау үшін верификацияланған құралды жасаудан тұрады, бұл ССР-Қ реакторы жағдайында берілген температуралық-дозалық режимдерде эксперименттің жылу-физикалық қауіпсіздік шектерінің сақталуын қамтамасыз етеді.

Автор өмірбаяндары

А.Ч. Ашибаев, Ядролық физика институты, Алматы, Қазақстан

автор-корресподент, Атом энергиясының қауіпсіздігі мәселелері зертханасының (АЭҚМЗ) инженері
Ж.Т. Бұғыбай, Ядролық физика институты, Алматы, Қазақстан

АЭҚМЗ кіші ғылыми қызметкері
К.С. Киселёв, Ядролық физика институты, Алматы, Қазақстан

АЭҚМЗ кіші ғылыми қызметкері
A.M. Аханов, Ядролық физика институты, Алматы, Қазақстан

АЭҚМЗ жетекші инженері
С.Қ. Әскербеков, Ядролық физика институты, Алматы, Қазақстан, Әл-Фараби атындағы Қазақ ұлттық университеті, Алматы, Қазақстан

PhD, қауым. проф., АЭҚМЗ аға ғылыми қызметкері
Е.В. Чихрай, Ядролық физика институты, Алматы, Қазақстан, Әл-Фараби атындағы Қазақ ұлттық университеті, Алматы, Қазақстан

т.ғ.к., Эксперименттік және теориялық физика ғылыми-зерттеу институтының жетекші ғылыми қызметкері
А.А. Шаймерденов, Ядролық физика институты, Алматы, Қазақстан

PhD, қауым. проф., АЭҚМЗ меңгерушісі