Изучение теплофизических свойств кориума легководного реактора
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
Восточно-Казахстанский
Государственный Технический Университет им. Д. Серикбаева
Кафедра «Техническая физика»
ДОПУЩЕН К
ЗАЩИТЕ
Зав.
кафедрой,
д.ф-м.н,
профессор
___________Скаков
М.К.
"____"_________2012
г.
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
К ДИПЛОМНОЙ РАБОТЕ
Изучение теплофизических свойств
кориума легководного реактора
Рецензент:
к.ф-м.н.,
доцент кафедры «Физика» ВКГУ им. С. Аманжолова
Б.К.
Ахметжанов / __________
Руководитель:
Начальник
отдела материаловедческих испытаний
В.В. Бакланов
/ __________
Студент: Б.М.
Хакимжанов
Специальность:
Техническая физика
Группа
08-ТФ-1
Усть-Каменогорск
АННОТАЦИЯ
К дипломной работе студента Хакимжанова Б.М. на тему «Изучение
теплофизических свойств кориума легководного реактора»
Изучение теплофизических свойств кориума является
весьма актуальной темой. Кориум - сплавленная радиоактивная масса ядерного
топлива и конструкционных материалов ядерного реактора, возникающая при тяжёлой
аварии реактора с потерей охлаждения. Данные о его свойствах, в том числе
теплофизических, могут быть весьма полезны для повышения безопасности
использования АЭС и предотвращения тяжелых аварий.
Целью работы является анализ экспериментально
измеренных данных теплофизических характеристик модельного кориума. Получение
данных о фазовом составе и плотности образцов кориума полученного в
экспериментах моделирующих тяжелые аварии на АЭС.
В работе экспериментально были измерены
теплофизические характеристики кориума полученного на установке ЛАВА-Б, методом
В.Дж. Паркера. Проведен фазовый анализ.
Работа содержит 64 страниц машинописного текста, 28
рисунков, 21 таблицу.
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РЕСПУБЛИКИ
КАЗАХСТАН
Восточно-Казахстанский
Государственный Технический Университет им. Д. Серикбаева
Факультет
машиностроения и транспорта
Специальность
«Техническая физика»
Кафедра
«Техническая физика»
«УТВЕРЖДАЮ»
Зав. кафедрой, д.ф.-м.н., профессор ______________Скаков М.К.
"___"______________2012 г.
ЗАДАНИЕ на
выполнение дипломной работы
Студенту Хакимжанову Бауыржану Муратовичу
Тема работы: «Изучение теплофизических свойств кориума легководного
реактора»
Утверждена приказом по вузу № 350-С от 11 апреля 2012 г.
Срок сдачи законченной дипломной работы______________________
Консультанты по дипломной работе с указанием относящихся к ним разделов
работы
|
Раздел
|
Руководитель
|
Дата выполнения
|
Подпись консультанта
|
|
1 Введение
|
Бакланов В.В.
|
|
|
|
2 Литературный обзор
|
Бакланов В.В.
|
|
|
|
3 Результаты исследования и
их обсуждение
|
Бакланов В.В.
|
|
|
|
4 Безопасность и
экологичность работы
|
Апенько И.А.
|
|
|
|
Нормоконтроль
|
Можанов Ж.У.
|
|
|
|
|
|
|
|
Руководитель ___________________ /_ Бакланов В.В. /
(подпись) (ФИО)
Задание принял
к исполнению студент ___________________/_Хакимжанов Б. М._/
(подпись) (ФИО)
Дата "____"___________ 2012 г.
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
.1 Реактор ВВЭР
.2 Материалы активной зоны
.3 Тяжелая авария в реакторе
.4 Классификация аварий на АЭС
.5 Классификация методов измерения ТФС
. МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ И ИССЛЕДУЕМЫЕ МАТЕРИАЛЫ
.1 Установка для моделирования тяжелой аварии на АЭС.
.2 Рентгеновский фазовый структурный анализ ДРОН-3
.3 Метод В. Дж. Паркера для определения ТФС материалов
.3 Установка для измерения ТФС материалов УТФИ-2
.4 Средства измерения температуры.
.5 Методика гидростатического взвешивания для измерения
плотности твёрдых материалов
.6 Исследуемый материал
. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
.1 Отбор и подготовка проб
.2 Результаты измерений
.3 Анализ полученных данных
. БЕЗОПАСНОСТЬ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ РАБОТЫ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время, повышенное внимание уделяется проблеме безопасности
эксплуатации атомных реакторов. Общепринято, что возникновение аварии,
сопровождающейся плавлением материалов активной зоны, является маловероятным
событием. Оно может произойти при уникальном стечении обстоятельств, а именно,
при одновременном отказе большого числа элементов безопасности, в результате
которого нарушается работа систем охлаждения или происходит потеря
теплоносителя.
Примером является авария, произошедшая 11 марта 2011 года АЭС Фукусима-1
в Японии. В результате сильнейшего землетрясения произошла радиационная авария
с локальными последствиями, три работающих энергоблока были остановлены
действием аварийной защиты, все аварийные системы сработали в штатном режиме.
Однако спустя час было прервано электроснабжение (в том числе от резервных
дизель-генераторов), предположительно из-за последовавшего за землетрясением
цунами. Электроснабжение необходимо для охлаждения остановленных реакторов,
которые активно выделяют тепло в течение существенного времени после остановки.
В этом случае выделяющаяся теплота реакции деления может привести к
разрушению геометрии активной зоны и её плавлению. Для полной оценки риска
использования реакторов и повышению безопасности необходимо прогнозировать
возможное течение аварийной ситуации, а также определить возможные последствия
тяжелых аварий и меры по их устранению.
Согласно классификации последовательностей аварийных ситуаций на атомных
реакторах, выделяют 5 основных характеристических стадий развития тяжелых
аварий , связанных с плавлением активной зоны (кориума):
. нагрев активной зоны реактора до температур, при которых
возможен отказ (разрушение частичное или полное) ее структуры;
. испарение воды в нижней части корпуса реактора и образование
расплавленного кориума;
. нагрев корпуса реактора и проплавление сквозь стенку корпуса;
. взаимодействие расплавленного кориума с бетонным основанием
фундамента реактора;
. взаимодействие расплавленного кориума с материалами за пределом
бетонных структур реактора.
Исследование каждой из этих фаз представляет собой достаточно сложную
физико-химическую проблему, зависящую от множества внешних и внутренних
факторов. Решение подобной проблемы должно строиться на стыке нескольких специальных
областей знания, таких как термодинамика, материаловедение, металлургия,
теплофизика, ядерная физика, неорганическая химия, компьютерное моделирование и
т.д.
Эксперименты с плавлением больших масс материалов активной зоны реакторов
являются весьма сложными и дорогостоящими. Для их выполнения требуется
детальное изучение поведения исследуемых материалов, а также материалов
электроплавильного узла, поскольку для получения расплава материалов,
содержащих диоксид урана требуется нагрев до 3000°К, что само по себе является сложной задачей.
Кориум - расплав, которого не существует в природе, поэтому необходимо
его всестороннее исследование. Теплофизические свойства (ТФС) кориума
полученного в экспериментах моделирующих тяжелые аварии на ядерных реакторах
являются одними из важнейших и малоизученных характеристик.
Такая информация может быть исключительно полезной не только для
выявления механизмов тяжелых аварий, но и для постановки экспериментальных
исследований. Поэтому необходимо детальное изучение свойств кориума, в том
числе теплофизических, для построения базы данных, которая могла бы быть
использована при прогнозировании течения тяжелых аварий, а также в расчетных
моделях.
1/
ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
1.1 Реактор ВВЭР
ВВЭР (Водо-Водяной Энергетический Реактор) - двухконтурный водо-водяной
корпусной энергетический ядерный реактор с водой под давлением, одна из
наиболее удачных ветвей развития ядерных энергетических установок, получившая
широкое распространение в мире. ВВЭР был разработан в СССР параллельно с реактором
РБМК (Реактор Большой Мощности Канальный) и обязан своему происхождению одной
из рассматривающихся в то время реакторных установок для атомных подводных
лодок. Идея реактора была предложена в Курчатовском институте С.М. Фейнбергом.
Работы над проектом начались в 1954 году, в 1955 году ОКБ «Гидропресс»
приступило к его разработке. Научное руководство осуществляли И.В. Курчатов и
А.П. Александров[1].
Общее название реакторов этого типа в других странах - PWR, они являются
основой мировой мирной ядерной энергетики. Первая станция с таким реактором
была запущена в США в 1957 году, АЭС Шиппингпорт.
ВВЭР-1000 - ядерный реактор серии реакторов ВВЭР с номинальной
электрической мощностью 1000 МВт, тепловой - 3000 МВт. В настоящее время данный
тип реакторов является самым распространённым в своей серии - 31 действующий
реактор (из 54-х ВВЭР), что составляет 7,1% от общего количества
эксплуатирующихся в мире энергетических реакторов всех типов. Реактор ВВЭР-1000
представляет собой следующее поколение легководных реакторов большой мощности.
Электрическая мощность энергоблоков составляет 1000 МВт. Реактор состоит из
корпуса, верхнего блока, внутрикорпусных устройств и активной зоны. Корпус с
верхним блоком представляет собой сосуд под давлением с размещенным в нем
внутрикорпусными устройствами и активной зоной. Активную зону реактора
охлаждают четыре петли с теплоносителем. Для предотвращения перегрева топлива в
случае обезвоживания активной зоны смонтирована система, позволяющая быстро
залить активную зону водным раствором борной кислоты. При этом не только
охлаждаемая сама активная зона, но в результате попадания бора прекращается
цепная реакция. Активная зона состоит из 163 ТВС шестигранной формы с твэлами.
В 61 ТВС установлены органы регулирования реактора, каждый состоит из 18
поглощающих элементов. В таблице 1 приведены основные технические
характеристики ядерного реактора ВВЭР-1000.
Таблица 1.
Основные характеристики ядерного реактора ВВЭР-1000
|
Параметр
|
Значение
|
|
Мощность тепловая
номинальная, МВт
|
3000
|
|
Продолжительность работы
между перегрузками топлива, месяц
|
12
|
|
Внутренний диаметр корпуса
реактора, м
|
4,136
|
|
Количество насосов первого
контура, шт.
|
4
|
|
Давление теплоносителя
первого контура, МПа
|
15,7
|
|
Общий расход теплоносителя
первого контура, м3/час
|
84800
|
|
Температура теплоносителя
первого контура на входе в реактор, °С
|
290
|
|
Температура теплоносителя
первого контура на выходе из реактора, °С
|
320
|
|
Количество парогенераторов,
шт.
|
4
|
|
Давление пара, МПа
|
6,27
|
|
Температура пара, °С
|
278,5
|
|
Паропроизводительность, т/час
|
1470
|
|
Количество гидроемкостей
системы аварийного охлаждения, шт.
|
4
|
|
Количество высоконапорных
насосов системы аварийного охлаждения, шт.
|
3
|
|
Количество низконапорных
насосов системы аварийного охлаждения, шт.
|
3
|
|
Количество генераторов
надежного электропитания, шт.
|
3
|
В реакторе происходит преобразование энергии, выделяющейся при цепной
реакции деления ядер урана, в тепловую энергию теплоносителя первого контура.
Нагретый теплоноситель поступает с помощью циркуляционных насосов в
парогенераторы, где отдаёт часть своего тепла воде второго контура.
Производимый в парогенераторах пар поступает в паротурбинную установку,
приводящую в движение турбогенератор, который вырабатывает электроэнергию.
Основные узлы реактора:
· корпус;
· внутрикорпусные устройства;
· шахта;
· выгородка;
· блок защитных труб (БЗТ);
· активная зона;
· тепловыделяющие сборки (ТВС);
· пучки поглощающих стержней системы управления и защиты (СУЗ);
· пучки стержней выгорающего поглотителя (СВП);
· верхний блок;
· каналы внутриреакторных измерений;
· блок электроразводок.
Реактор представляет собой вертикальный цилиндрический сосуд с
эллиптическим днищем, внутри которого находится активная зона и внутрикорпусные
устройства (рисунок 1). Сверху он закрыт герметичной крышкой, закреплённой
шпильками, на которой располагаются электромагнитные приводы механизмов органов
регулирования и защиты реактора (приводы СУЗ) и патрубки для вывода кабелей
датчиков внутриреакторного контроля. В верхней части корпуса в два ряда
находятся восемь патрубков для подвода и отвода теплоносителя, по два на каждую
из четырёх петель, четыре патрубка для аварийного подвода теплоносителя в
случае разгерметизации первого контура и один патрубок для
контрольно-измерительных приборов (КИП).
Вода первого контура после передачи тепла в парогенераторах второму
контуру поступает в реактор через нижний ряд напорных патрубков. Сплошная
кольцевая перегородка между рядами нижних и верхних патрубков отделяет корпус
реактора от внутрикорпусной шахты и формирует движение потока теплоносителя
вниз. Таким образом, вода проходит вниз по кольцевому зазору между ними, затем
через перфорированное эллиптическое днище и опорные трубы шахты входит в
активную зону, то есть в тепловыделяющие сборки, где происходит нагрев. Из ТВС
через перфорированную нижнюю плиту блока защитных труб (БЗТ) теплоноситель
выходит в их межтрубное пространство, затем попадает в зазор между шахтой и
корпусом уже выше кольцевой перегородки и через выходные патрубки выходит из
реактора[1][2].
- приводы системы управления и защиты; 2 - крышка реактора; 3 - корпус
реактора; 4 - блок защитных труб, входные и выходные патрубки; 5 - шахта; 6 -
выгородка активной зоны;7 - топливные сборки и регулирующие стержни
Рисунок 1. Схематическое устройство ВВЭР.
Корпус через опорное кольцо, с которым его связывает шпоночное
соединение, опирается на опорную ферму. Также усилия от корпуса воспринимаются
упорной фермой через шпоночное соединение. Внутрикорпусной фланец шахты
опирается на фланец корпуса, шахта удерживается от смещений и центруется
шпонками в верхней и нижней части, а в центральной части - разделительным
кольцом между входными и выходными патрубками. В эллиптическом днище шахты
закреплены опоры, установленные под каждой ТВС и имеющие отверстия для прохода
в них теплоносителя. На уровне активной зоны и вокруг неё в шахте расположена
выгородка, являющаяся вытеснителем и защитным экраном. В активной зоне
содержится 163 ТВС с шагом 236 мм (151 с шагом 241 мм для проекта В-187),
каждая из них установлена своим хвостовиком на опору днища шахты. Головки ТВС
имеют пружинные блоки, которые поджимаются БЗТ при установке крышки реактора.
Нижняя плита БЗТ фиксирует головки ТВС и обеспечивает совмещение направляющих
каналов для управляющих стержней в ТВС с каналами в защитных трубах БЗТ, в
которых перемещаются штанги приводов СУЗ[2].
1.2 Материалы активной зоны
Основными элементами активной зоны реактора на легкой воде являются:
· топливные таблетки UO2;
· материал оболочек твэлов или дистанционирующей решетки -
циркалой-4 (Zry-4: Zr, 1.57% Sn, 0.22% Fe, 0.10% Cr, Ni<0.035%, 0.145% O,
0.0018% H, 0.045% N) или сплав (Zr,Nb1%) или нержавеющая сталь.;
· материал дистанционирующей решетки и других конструкционных
деталей ТВС - циркалой-4, нержавеющая сталь, инконель-718 (53 вес.% Ni, 19% Cr,
18% Fe, 6% Nb+Ti, 3% Mo [4]);
· материал стержней поглотителей нейтронов: Ag, In, Cd (BWR)
или Al2O3+B4C(PWR);
· теплоноситель и замедлитель нейтронов - обычная вода H2O.[3]
Таблица 2.
Теплофизические свойства материалов активной зоны[11]
|
Материал
|
Плот-ность, г/см3
|
Температура плавления, °С
|
Теплота плавления, кДж/кг
|
Удельная теплоемкость,
Дж/кг×К (при 300К)
|
Теплота испарения, кДж/кг
|
|
12Х18Н10Т
|
7,8
|
1420
|
270
|
446
|
6300
|
|
Zr
|
6,4
|
1845
|
210
|
290
|
6700
|
|
ZrO2
|
5,6
|
2700
|
852
|
455
|
6000
|
|
UO2
|
10,4
|
2850
|
270
|
240
|
¾
|
1.2.1 Диоксид урана
Диоксид урана применяют в корпусных и канальных реакторах с не кипящим и
кипящим водяным теплоносителем, в реакторах на быстрых нейтронах с
жидкометаллическим теплоносителем, в реакторах с газовым теплоносителем. В
основном диоксид урана применяется в стержневых твэлах в виде спеченных изделий
(стерженьков, таблеток). Масштабы производства изделий из диоксида урана (в
основном в виде таблеток) весьма значительны, технология их изготовления хорошо
отработана и освоена промышленностью. Применение и некоторые свойства диоксид
урана:
·
практически
применяется UO2 с массовым содержанием урана 88%;
·
теоретическая
плотность UO2 10,97×103 кг/м3;
·
в компактных
изделиях плотность UO2 составляет более 10,0×103 кг/м3, в массе, уплотненной из порошка, (8,8 - 9,5) 1×03 кг/м3;
·
температура
плавления 2880±20 0С может уменьшаться при отклонениях от стехиометрического
состава;
·
UO2 имеет
довольно высокий коэффициент линейного термического расширения: примерно 11×10-6 1/0С.[9]
Чрезвычайно низкая теплопроводность UO2 с ростом температуры уменьшается
еще больше. При снижении плотности теплопроводность падает, что имеет место в
топливной массе, полученной уплотнением порошка в оболочке.
Одно из основных преимуществ UO2 заключается в хорошей способности
длительно работать в условиях облучения при глубине выгорания топлива - десятки
тысяч мегаватт сутки на тонну урана. Диоксид урана имеет высокую температуру
плавления и не взаимодействует с конструкционными материалами до высоких температур.
При контакте с водой, паром и другими теплоносителями при рабочих параметрах
диоксид урана обладает высокой коррозийной стойкостью. При массовом
изготовлении изделий из UO2 она является технологичным материалом.
Недостатки UO2: низкая теплопроводность, хрупкость, а также меньшие по
сравнению с металлическим топливом плотность и процентное содержание урана в
топливной композиции. Последнее обстоятельство приводит к необходимости
применять уран более высокого обогащения по делящемуся изотопу, чем при использовании
металлического топлива.
Физические свойства диоксид урана
а) Термодинамические свойства
Теплота плавления диоксида урана 76,2 кДж/моль. Изменение свободной
энергии образования в зависимости от температуры: с увеличением температуры
свободная энергия образования увеличивается.
б) Теплопроводность
Результаты зависимости коэффициента теплопроводности UO2 от температуры
имеют значительный разброс, составляющий от ±20 до 30% средних значений, что
объясняется в основном влиянием пористости, структуры и стехиометрии образцов,
а также разницей в методиках исследований.
При увеличении содержания кислорода в UO2+X по сравнению со
стехиометрическим теплопроводность ее уменьшается. С повышением температуры до
1000 - 1500 0С теплопроводность диоксида урана значительно уменьшается. При
высоких температурах (выше 2000 0С) наблюдается некоторое увеличение
теплопроводности, связанное с ростом вклада радиационного переноса тепла.
Таблица 3.
Теплофизические свойства UO2 [10]
|
а, м2/с
|
С, Дж/(кг οС)
|
λ,
Вт/(м×οС)
|
|
(2,824±0,18)×10-6
|
255,1 ± 1,9
|
7.484 ± 0,525
|
в) Электрические свойства
Электропроводность UO2+X увеличивается с ростом O/U и возрастает на
несколько порядков при повышении температуры. В зависимости от микроструктуры
электросопротивление материала может меняться примерно на порядок.
Электрическое сопротивление диоксид урана с крупными зернами выше, чем
сопротивление материала с мелкими зернами.
г) Механические свойства
Микротвердость отожженного монокристалла UO2 равна 662 кгс/мм2.
Обнаружено различие в микротвердости монокристалла, измеренной на разных
плоскостях.
Механические свойства спеченной микрокристаллической диоксид урана
зависят от микроструктуры материала, его пористости и отношения O/U. При
кратковременных испытаниях на изгиб образцов стехиометрического состава с
теоретической плотностью от 92 до 95 % при 500 0С, обнаружена хрупкая
деформация, при 1600 0С - пластическая, а при 1250 0С наблюдается переход от
хрупкой к пластической деформации.
Химические свойства диоксид урана
При повышенных температурах (260 oС) UO2 окисляется до U3O8. Процесс
протекает в две стадии с образованием промежуточного соединения U3O7. При
процессе окисления спеченных таблеток UO2 на воздухе обнаружено, что в
интервале температур 350-600 0С происходит быстрое окисление материала до U3O8,
которое приводит к разрушению таблеток на мелкие частицы. В интервале 650-850
0С окисление, которое сопровождается разрушением образца, протекает значительно
медленнее. В меньшей степени UO2 окисляется при 900 oС. При 800-900 oС
окисление протекает в две стадии, которые отличаются скоростью протекания
процесса окисления: медленное - в первой, быстрое - во второй. В зависимости от
свойств образца вторая стадия окисляется при 800 oС наступает спустя 80-180 мин
с начала окисления. Это говорит о том, что первая стадия окисления
характеризуется диффузионным характером проникновения кислорода в глубь
таблетки.
Высокая скорость процесса во второй стадии окисления связана с фазовым
превращением U4O9 в U3O8, которое сопровождается разрушением образца.
а) Стойкость в теплоносителях UO2 - H2Oпроявляет превосходную
стабильность в горячей воде. Разгерметизация оболочки твэла в рабочих условиях
не приводит к катастрофическим явлениям.
б) Взаимодействие с окислами продуктов деления- Zr - O. Основная
диаграмма системы UO2 - ZrO2 приведена на рисунке 1. В области высоких
температур система образует непрерывный ряд твердых растворов со структурой
флюорита. При температуре ниже эвтектоидной (1110 0С) взаимная растворимость
мала. Эвтектоидная точка соответствует содержанию 2,8 мол.% UO2.
Рисунок 2. Диаграмма состояния UO2 - ZrO2 (Ж - жидкость, К - кубическая
фаза,
Т - тетрагональная фаза, М - моноклинная фаза).
Система UO2¾ZrO2 состоит из двух твердых растворов переходящих ниже 1900°С в область существования двух фаз.
Между 1000 и 1800°С в
UO2 растворяется более 40% ZrO2, а в ZrO2 тетрагональной структуры растворяется
20% UO2 (рисунок 1). При более высоких температурах UO2 образует твердый
раствор с ZrO2.
Как показано в [14] в рабочем диапазоне температур (до 500˚C)
коэффициент теплопроводности снижается примерно с 10-15 Вт/(м×οС) необлученного сплава до 2-5 Вт/(м×οС) облученного.
Спеченные изделия из UO2 загружают в оболоченную трубку с зазором, размер
которого зависит от материала оболочки. В качестве такого материала в основном
применяют циркониевые сплавы и хромоникелевую нержавеющую сталь. Циркониевые
сплавы при нагреве расширяются примерно в 2 раза меньше, чем UO2. Поэтому зазор
между топливным сердечником и циркониевой оболочкой необходимо выбирать
достаточно большим, чтобы была обеспечена возможность увеличения диаметра
сердечника при нагреве.[9]
1.2.2 Цирконий
Цирконий - блестящий серебристо-серый металл. Существует в двух
кристаллических модификациях:
§ α-Zr - с
гексагональной решёткой типа магния (а = 3,231 Е; с = 5,146 Е; z = 2;
пространственная группа
<#"866559.files/image003.gif">, (1.1)
при
условии ¶Т/¶t = 0, во втором - при условии ¶Т/¶t ¹ 0, где Т - температура; t - время; a = λ/сg - коэффициент температуропроводности; λ - коэффициент теплопроводности; с - удельная
теплоемкость; g - плотность материала; Ñ2 -
оператор Лапласа, записанный в соответствующей системе координат; qv - удельная
мощность объемного источника тепла.
Стационарные
методы по характеру измерений являются прямыми (т.е. непосредственно
определяется необходимая характеристика) и делятся на абсолютные и
относительные (таблица 7). В абсолютных методах измеряемые в эксперименте
параметры позволяют с помощью расчетной формулы получить искомую величину. В
относительных методах измеряемых параметров для расчета искомой величины
оказывается недостаточно. Здесь возможны два случая. Первый - наблюдение за
изменением значения теплофизической характеристики по отношению к исходному,
принятому за единицу. Второй случай - применение эталонного материала с
известными тепловыми свойствами. При этом в расчетной формуле используются
теплофизические характеристики эталона. Относительные методы имеют некоторое
преимущество перед абсолютными, так как более просты, однако во втором случае
их применение ограничено из-за отсутствия «эталонных» (образцовых) материалов,
особенно при высоких температурах.
Таблица
7.
Классификация
методов измерения теплофизических характеристик
|
Характер режима
|
Характер измерений
|
По другим показателям
|
|
Стационарные
|
Прямые (абсолютные,
относительные)
|
Характер нагрева
|
Внешний
|
Объемный
|
Комбинированный
|
|
|
Вид изотерм поля
температуры
|
Плоские, цилиндрические,
сферические и другие
|
|
Нестационарные
|
Косвенные, прямые
(абсолютные, относительные)
|
Характер изменения
температурного поля во времени
|
Чисто нестационарный режим
|
Регулярный режим
|
|
|
Характер нагрева
|
Импульсный
|
Контактный (с
телами-эталонами при фиксированной температуре)
|
I рода (температура среды
-const)
|
II рода (температура среды
меняется с постоянной скоростью)
|
III рода (периодическое
изменение температур)
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Дальнейшее деление стационарных методов можно провести
по характеру нагрева (внешний, объемный и комбинированный) и по виду изотерм
поля температуры в образцах (плоские, цилиндрические, сферические и более
сложное поле температуры). Подгруппа методов с внешним нагревом включает все
методы, в которых используются наружные (электрические, объемные и др.)
нагреватели и нагрев поверхностей образца тепловым излучением или электронной
бомбардировкой. Подгруппа методов с объемным нагревом объединяет все методы,
где используется нагрев током, пропускаемым через образец, нагрев исследуемого
образца от нейтронного или g-излучения или токами сверхвысокой частоты. К подгруппе методов с
комбинированным нагревом могут быть отнесены методы, в которых одновременно
используется внешний и объемный нагрев образцов или промежуточный нагрев
(например, токами высокой частоты).
Во всех трех подгруппах стационарных методов поле
температуры может быть различным. Плоские изотермы образуются в случае, когда
тепловой поток направлен вдоль оси симметрии образца. Методы с использованием
плоских изотерм в литературе называются методами с осевым или продольным
потоком тепла, а сами экспериментальные установки - плоскими приборами.
Цилиндрические изотермы соответствуют распространению теплового потока по
направлению радиуса цилиндрического образца (отсюда названия: методы с
радиальным потоком тепла, цилиндрические приборы). В случае, когда тепловой
поток направлен по радиусу сферического образца, возникают сферические
изотермы. Методы, использующие такие изотермы, называются сферическими, а
приборы - шаровыми. Однако и для простейших типов симметрии образцов
температурные поля могут отличаться от идеальных плоских, цилиндрических и
сферических изотерм. Еще существеннее это может проявиться на образцах более
сложной симметрии, например эллиптической, или в случае сложного поля
температуры (например, измерения на коротком цилиндре без тепловой изоляции его
торцов). Тогда при измерениях коэффициента теплопроводности необходимо вносить
соответствующие поправки, что не всегда просто, и как следствие последнего
может сказываться на точности экспериментальных результатов.
Для идеальных температурных полей коэффициент
теплопроводности материала, в отсутствие объемных источников тепла, получается
на основе решения уравнения теплопроводности для стационарного одномерного
случая, соответственно в системах координат:
декартовой 
(1.2)
цилиндрической
(1.3)
сферической
(1.4)
где
Q - количество тепла, протекающего между изотермическими поверхностями с
температурами Т1 и Т2 в единицу времени; x - толщина плоского слоя между изотермами
Т1 и Т2; r1 и r2 - радиусы цилиндрического и сферического слоев,
соответствующие изотермическим поверхностям с температурой Т1 и Т2.
Нестационарные методы определения теплопроводности по
характеру измерения являются в большинстве случаев косвенными (абсолютными и
относительными), так как непосредственно экспериментальному определению
подлежит обычно коэффициент температуропроводности, а коэффициент
теплопроводности рассчитывается с использованием значения теплоёмкости по
известному соотношению
. (1.5)
Температуропроводность
представляет самостоятельный интерес в технике нестационарных процессов, где
важную роль играют скорости распространения тепла и термическая инерция.
Таким
образом, дальнейшая классификация практически сводится к рассмотрению
нестационарных методов измерения коэффициента температуропроводности. Уравнение
теплопроводности (1) в общем случае имеет бесчисленное множество решений, что и
определяет многообразие методов измерения коэффициентов температуро- и
теплопроводности; при этом по характеру изменения температурного поля во
времени все методы делятся на чисто нестационарные, для которых существенны
начальные условия, и методы регулярного режима, для которых начальные условия
не играют роли.
В
чисто нестационарных методах температурные поля сложно зависят от физических
свойств тела, геометрических размеров, граничных и начальных условий. По
характеру нагрева эти методы можно разделить на импульсные, где включаются
поверхностные или другие источники тепла, и контактные, где осуществляется
тепловой контакт с телами-эталонами, находящимися при фиксированной
температуре.
Среди
многообразия импульсных методов выделим условно две подгруппы, характеризуемые
временем действия теплового импульса: с мгновенным импульсом (выделение
конечного количества тепла за бесконечно малое время) и с источником постоянной
мощности. В литературе известны и другие разновидности зондовых методов
(изотермический зонд, остывающий зонд), которые в основном находят применение
для исследования теплофизических свойств почв и грунтов в естественных
условиях. Контактные методы часто называют эталонными. В этих методах стремятся
к выполнению граничных условий четвертого рода, т. е. к равенству температур и
тепловых потоков на границе соприкосновения двух тел. В свою очередь, чисто
нестационарные методы могут быть осуществлены и при наличии объемных источников
тепла.
Регулярный
тепловой режим представляет собой стадию упорядоченного процесса, когда
пространственно-временные изменения температуры системы не зависят от начальных
условий. Методы регулярного режима подразделяются на три рода: первого, второго
и третьего. В методах регулярного режима первого рода исследуемый образец
нагревается или остывает в среде, температура которой неизменна. В методах
второго рода температура среды изменяется с постоянной скоростью. В методах
третьего рода осуществляется периодическое изменение температуры. Естественно,
что и в нестационарных методах возможно дополнительное деление по виду изотерм
и другим менее существенным признакам.
Теоретические
основы нестационарных методов измерения теплофизических свойств материалов
разработаны в трудах Лыкова А.В., Кондратьева Г.М., Дульнева Г.Н. и других
[5,6]. Достоинством нестационарных методов являются возможность проведения
скоростных измерений и наличие большей информации о тепловых свойствах
исследуемых материалов, что позволяет расширить число способов измерений
теплопроводности и, кроме того, определять температуропроводность и
теплоемкость. Отдавая должное нестационарным методам измерения, их возможностям
и преимуществам, необходимо заметить, что до настоящего времени при
высокотемпературных исследованиях находят применение методы стационарного
режима, а в некоторых случаях они просто незаменимы (для дисперсных
материалов). Разработка методических вопросов измерения коэффициента
теплопроводности идет по пути усовершенствования методик и экспериментальных
установок, расширения их возможностей, повышения точности их универсализации и
частичной или полной автоматизации.
Кроме
тех признаков, на основе которых выше была проведена классификация методов
измерения теплофизических свойств материалов, могут встретиться и более частные
характерные признаки, присущие как самим методам, так и экспериментальным установкам.
2.
МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ И ИССЛЕДУЕМЫЕ МАТЕРИАЛЫ
2.1 Установка для моделирования тяжелой аварии на АЭС
Установка «Лава-Б» предназначена для экспериментального моделирования
процессов развития и последствий тяжелой аварии водоохлаждаемых энергетических
реакторов, связанной с расплавлением активной зоны и стеканием расплава в
нижний объем корпуса или шахту реактора, на реакторных и не реакторных стендах.
Конструктивная схема установки ЛАВА-Б показана на рисунке 3.
а) Для исследования процессов взаимодействия расплава активной зоны с
бетоном
б) Для исследования взаимодействия расплава активной зоны с моделью днища
силового корпуса
Рисунок 3. Схемы установки ЛАВА-Б.
авария реактор рентгеновский гидростатический
Электроплавильная печь для получения 60 кг расплава прототипного кориума
устанавливается над устройством приема расплава, в котором могут размещаться
различные экспериментальные секции в зависимости от вида испытаний.
В результате выполнения экспериментов по взаимодействию кориума с
теплоносителем и/или конструкциями реактора формируются весьма сложные
химические соединения. Особенно это касается экспериментов по изучению
процессов взаимодействия расплава активной зоны с бетоном, когда в реакции
одновременно участвует множество окислов, как компонентов кориума, так и
компонентов бетона. Послепусковой анализ продуктов взаимодействия затруднен
вследствие большого количества элементов и соединений в исследуемых образцах. В
связи с этим создан стенд, на котором выполняются маломасштабные эксперименты
по изучению взаимодействия отдельных компонентов кориума между собой в процессе
их разогрева вплоть до полного плавления.
2.2 Рентгеновский фазовый структурный анализ ДРОН-3
Рентгеновский дифрактометр общего назначения ДРОH-3 предназначен для
широкого круга рентгеноструктурных исследований различных материалов (рисунок
4).
Рисунок 4. Установка ДРОН-3.
Аппарат состоит из четырех основных частей:
) высоковольтного генераторного устройства ПУР-5/50;
) рентгеновской трубки типа БСВ в защитном кожухе и гониометра ГУР-8;
) сцинтилляционного счетчика;
) модуля управления дифрактометром с программным обеспечением
Roentgen-Master-4.2. (рисунок 5)
Рисунок 5. Структурная схема блока управления дифрактометром.
Последний пункт является модернизацией, сменившей управляющую стойку
дифрактометра ДРОН-3. Фактически модуль управления позволяет осуществлять
функции (за исключением режима "непрерывной регистрации") управляющей
стойки стандартного комплекта оснащения дифрактометра ДРОН-3, но с удобным
интерфейсом и сохранением результатов в виде, готовом для последующей обработке
на ЭВМ.
Приставки, входящие в состав аппарата позволяют:
a) производить исследования общего характера (качественный и
количественный фазовый анализ, исследование твердых растворов, определение
макро- и микронапряжений, изучение ближнего порядка и др.);
b) получать полный набор интегральных интенсивностей отражений от
монокристаллов;
c) определять
ориентацию срезов монокристаллов;) исследовать текстуры.
Аппарат обладает следующими основными техническими характеристиками:
1. Аппарат обеспечивает работу с рентгеновскими трубками 1,2БСВ22-Cu,
1,5БСВ23-Cu, 1,6БСВ24-Co, 2БСВ24-Cu, 2,5БСВ27Cu и др..
2. Мощность, потребляемая аппаратом - не более 6,0 кВА.
. Мощность рентгеновского питающего устройства - 3,0 кВт.
. Номинальное значение высокого напряжения - 50 кВ.
. Номинальное значение анодного тока - 60 мА.
. Радиус гониометрического устройства - 192 мм.
. Диапазон углов перемещения детектора от минус 100 до плюс 166є.
. Шаги перемещения детектора в пошаговом режиме от 0,0025 до 1є.
. Углы дифракции и скорость счета рентгеновского излучения
регистрируются модулем управления дифрактометра.
Последние годы аппарат используется в комплексе материаловедческих
исследований для решения задач качественного и количественного фазового анализа
материалов использующихся и получаемых в экспериментах по моделированию
взаимодействия расплава материалов активной зоны с теплоносителем и элементами
конструкции ядерных реакторов, проводимых в институте в рамках исследования
безопасности действующих ядерных энергетических реакторов.
2.3
Метод В. Дж. Паркера для определения ТФС материалов
Сущность метода «вспышки», впервые описанного в работах В.Дж. Паркера, а
в последствии модифицированного в ИАЭ НЯЦ РК (авторское свидетельство СССР
№873087) [5], заключается в нагреве одного из торцов плоского образца (х = 0)
кратковременным воздействием теплового импульса (мощной осветительной лампы,
омическим нагревом и т.д.) на один из торцов исследуемого образца и регистрации
временной зависимости температуры на противоположном торце образца (х = L).
Теория метода основывается на использовании температурного распределения в
плоском теплоизолированном образце, начальная температура которого условно
принята равной нулю, что позволяет значительно упростить обработку
экспериментальных данных, автоматизировать систему измерений, а также повысить
точность базового метода «вспышки».
Уравнение распределения температуры выглядит следующим образом:
, (2.1)
где Q - энергия импульса;
t - время достижения заданного значения температуры;
a - коэффициент температуропроводности;
Ср - удельная теплоёмкость;
r - плотность материала;- толщина образца.
На поверхности х = R изменение температуры во времени запишется как:
(2.2)
При введении безразмерных переменных:
(2.3)
где ТМ - максимальная температура.
Зависимость Ө(ξ) графически представлена на рисунке 6.
Используя этот график и уравнение (3), можно получить формулу для определения
коэффициента температуропроводности а. Оптимальным условием в этом случае является
равенство Т/ТМ = 0,5. Тогда если Ө = 0,5, то ξ
=1,38, а величина
коэффициента температуропроводности:
(2.4)
где t0,5 - время, за
которое поверхность образца x = L нагревается до половины максимальной
температуры.
Удельная теплоемкость может быть найдена из выражения:
(2.5)
где 
- тепло выделяемое нагревателем на один образец;
- перепад температуры на торце таблетки.
Энергия на нагревателе:
(2.6)
где 
- энергия на нагревателе
Плотность тепловыделения:
(2.7)
Тогда формула для расчета теплопроводности:
(2.8)
Рисунок 6. Зависимость безразмерной температуры Ө на поверхности х
= L от безразмерного времени ξ.
Практическая реализация метода основана на формировании теплового
импульса на одном из торцов образца в виде диска, и регистрации температурных
откликов на поверхности противолежащей нагреваемой тепловым импульсом с их
последующей обработкой. Тепловой импульс формируется на торце дискового образца
в месте стыка с другим таким же образцом за счет выделения джоулева тепла в
плоском нагревателе, помещенном между двумя одинаковыми образцами.
На рисунке 7 приведена схема определения ТФС с односторонним измерением
температуры образца.
С момента первой публикации Паркера [7] появилось множество работ в нашей
стране и за рубежом[12], в которых метод подвергался всесторонним исследованиям
и усовершенствованиям.
Введение поправок на тепловые потери расчетным методом не лишены
недостатков в силу необходимости ряда вводимых допущений и неопределенности
свойств многих материалов при высокой температуре (в частности, излучательной
способности для учета лучистого теплообмена). В связи с этим был предложен
метод, позволяющий выполнить замеры искомых параметров в диапазоне времени,
когда влияние теплообмена еще не искажает формы температурного отклика.
Дифференциальный метод основан на измерении наперед заданного отношения
температур на фронтальной и тыльной поверхностях образца.
Рисунок 7. График изменения температуры на тыльной поверхности образца и
схема измерения теплофизических характеристик в одностороннем варианте метода.
(2.9),
Где: x -текущая координата от 0 до L; t - время, с; а- коэффициент температуропроводности, м2/с.
Расчетное соотношение для коэффициента температуропроводности:
(2.10)
где
t2,97 - момент времени, когда отношение температур на
противолежащих поверхностях образца в результате теплового импульса равно:
(2.11),
Удельная
теплоемкость материала может быть определена как:
, 
(2.12),
где r - плотность
материала, кг/м3,
Сp - удельная теплоемкость, Дж/(кг×К);- удельная энергия теплового импульса, Дж/м2.
Тогда расчетное соотношение для теплопроводности (l=a×Cp×r) запишется как:
(2.13).
На
рисунке 8 приведена схема измерения ТФС с двухсторонним измерением температуры
(дифференциальный метод).
Рисунок
8. График изменения температуры на тыльной поверхности образца и схема
измерения теплофизических характеристик и в дифференциальном варианте
метода.[13]
2.4 Установка для измерения ТФС материалов УТФИ-2
Созданная в институте установка УТФИ-2 - автоматизированная измерительная
система для исследования комплекса теплофизических характеристик модельного
оксидного ядерного топлива (температуропроводность а, теплоемкость CP,
теплопроводность λ) на малых образцах в форме тонкого диска методом
«вспышки» в широком диапазоне температур.
На рисунке 9 приведена упрощенная структурная схема установки.
Рисунок 9. Структурная схема установки «УТФИ-2».
Блок источника импульса служит для формирования электрического импульса
тока на нагревателе запуск его осуществляется с помощью ЦАП.
В блок измерительной ячейки входят: нагревательный элемент, исследуемый и
вспомогательный образец, термопары и зажимное устройство.
Блоки преобразователей используются для нормализации сигналов с термопар
и нагревательного канала для АЦП.
Рабочая станция оператора служит для регистрации, обработки и сохранения
полученных данных.
Установка позволяет обеспечить следующую последовательность проведения
измерения: оператор задает параметры образца (диаметр, толщину, массу), энергию
теплового импульса. Производится запуск источника теплового импульса и
регистрация кривых нагрева образца. Результаты измерения параметров импульса, а
также показания термопар выводятся в таблицу, на график и сохраняются в файл.
Далее производится обработка результатов измерения, определение
температуропроводности и максимальной температуры подогрева образца, расчет
поглощенной образцом энергии, определение теплоемкости и расчет
теплопроводности образца. Измерения при фиксированной температуре, как правило,
производятся 5-10 раз для каждого образца.
2.4.1 Конструкция кондуктиметра
Измерительной ячейкой установки является кондуктиметр, который
представляет собой зажим для закрепления исследуемого образцов, термопар и
омического нагревателя. Схема кондуктиметра с обозначением отдельных его узлов
приведена на рисунке 10.
Предполагается, что определение ТФС исследуемых материалов будет
проводиться как при комнатных температурах, так и при температурах приближенных
к реальным условиям эксплуатации исследуемых материалов в ядерном реакторе.
Вследствие этого основные детали кондуктиметра изготовлены из жаропрочной
нержавеющей стали.
Для исключения образования трещин в образцах оксидного топлива и их
разрушений, в конструкции кондуктиметра предусмотрен подпружиненный зажим.
Усилие зажатия образца также контролируется по сопротивлению между
термоэлектродами открытого спая которое по подобранным значением не должно быть
более 15 Ом.
Рисунок 10. Схема кондуктиметра.
.4.2 Нагревательный элемент
При выборе конструкции элемента ИНЭ и его сопротивления необходимо
принять во внимание следующие параметры: силу тока на нагревателе, общее
напряжение питания элемента, общую чувствительность аппаратуры, необходимую для
регистрации изменений температуры с достаточной точностью при среднем повышении
температуры, не превышающем 100 оС.
Конструкция импульсного нагревательного элемента должна обеспечивать
хороший тепловой контакт с образцом, и минимальное возмущение температурного
поля в образце.
Форма и материал, из которого выполняется ИНЭ, может быть различной, но
по причине экспериментального удобства ИНЭ обычно имеет какую-либо простую
геометрическую форму.
Выбор был остановлен на нагревательном элементе в форме спирали Архимеда
в виду простоты конструкционного исполнения и возможности вариации
электрофизических свойств материала из которого он изготавливается. Например
для проведения отладочных работ нагревательный элемент изготавливается из
термопарной проволоки хромель диаметром 0,1 мм. Сопротивление активной части
такого нагревателя составила 1 Ом.
Включение и выключение нагревателя происходит синхронно с сетевым
напряжением в момент прохождения последнего через ноль. Это гарантирует полное
отсутствие электрических помех, что особенно важно при одновременном
использовании высокочувствительных измерительных приборов.
Конструкция импульсного нагревательного элемента позволяет работать с
образцами, имеющими небольшие габаритные размеры порядка 6 мм в диаметре.
2.4.3 Источник импульса
Одним из важных моментов создания установки по определению
теплофизических свойств материалов является изготовление источника тепловых
возмущений. Поскольку в качестве источника теплового импульса в выбранной
методике было решено использовать омический нагрев, то был изготовлен
трансформаторный блок питания с регулируемой длительностью электрического
импульса. Где в качестве рабочего импульса с помощью мощного тиристора выделяется
половина полупериода колебаний переменного напряжения сети 50 Гц.
Основное условие, которое выполняется при управлении тиристором, является
то, что отпирающие сигналы подаются на управляющий электрод в те моменты, когда
напряжение на аноде положительно относительно катода (т.е. управляющие сигналы
синхронизированы с частотой сети переменного тока).
Изменяя постоянную времени с помощью переменного сопротивления можно в
широких пределах регулировать момент включения тиристора, т.е. менять угол
отпирания. Пределы изменения угла отпирания могут быть примерно 5-170є, что
позволяет регулировать средний ток в нагрузке от максимального значения почти
до нуля.
2.4.4 Особенности термопары
Для снижения погрешности, связанной с наличием термопар, необходимо, чтобы
оба электрода были близки по своим теплофизическим свойствам, их термоэдс была
достаточно высока, а площадь контакта и диаметр минимальны [5]. Изменение
температуры поверхности образца после воздействия теплового импульса может
регистрироваться двумя способами. В первом случае используется термопара со
спаем. Во втором малоинерционная хромель-алюмелевая термопара без королька
диаметром 0,1мм. Для повышения надежности гальванической связи термоэлектродов
термопар с образцом и снижения электросопротивления термопары, каждый электрод
прижимается к поверхности образца пружинным элементом кондуктиметра, а
поверхность образца, в зоне контакта с термоэлектродом, покрыта слоем галлия
толщиной 5-10мкм. При комнатных температурах провода термопары из хромель-алюмеля
без спая устанавливаются во фторопластовый диск через два отверстия в центре.
Провода разносятся на расстояние 1мм и имеют контакт с поверхностью, составляя
через поверхность образца электрическую цепь.
Этим обеспечивается регистрация действительной температуры задней
поверхности, а не спая термопары. Внешний вид подготовленной для экспериментов
поверхности образца и схематичное расположение термоэлектродов термопары на
«теневой» поверхности представлены на рисунке 11 а, б.
а) вид образца UO2 с нанесенным слоем галлия
б) схема расположения электродов термопары на «теневой» поверхности
образца
Рисунок 11. Подготовка образца UO2.
Для снижения влияния помех на точность работы усилительного тракта
провода, соединяющие его с термопарой, были экранированы.
2.5 Средства измерения температуры
Термоэлектрические термометры (термопары) состоят из термоэлектрического
преобразователя, электроизмерительного прибора и соединительных проводов (рисунок
12).
Принцип действия термоэлектрического преобразователя основан на
термоэлектрическом эффекте, который заключается в том, что при соприкосновении
двух разнородных проводников в месте контакта возникает ЭДС. ЭДС зависит от
физических свойств проводников и от их температуры. Если два разнородных
проводника соединить друг с другом в одну электрическую цепь и места соединений
поддерживать при неодинаковой температуре, то по этой цепи пойдет электрический
ток.
Ток возникает из-за того, что контактная термо-ЭДС в более горячем месте
соединения больше контактной термо-ЭДС, возникающей в более холодном месте
соединения. Этот ток называется термоэлектрическим током, или термотоком, а два
разнородных проводника, соединенных между собой электрически, называются
термопарой.
Если в описанной выше цепи температура в местах соединения разнородных
проводников будет одинаковой, то термотока в этой цепи не будет. В этом случае
контактная термо-ЭДС одного места соединения равна и противоположна по
направлению контактной термо-ЭДС второго места соединения и суммарная термо-ЭДС
будет равна нулю.
а -термопара, б-термоэлектрический термометр
Рисунок 12. Схема термопары и термоэлектрического термометра.
Широкое применение термоэлектрических преобразователей на АЭС обусловлено
следующими положительными свойствами.
Термоэлектрические преобразователи могут быть использованы для измерения
температур в широком диапазоне. Обычные термоэлектрические преобразователи
позволяют измерять температуру в диапазоне от -50 до +1800° С.
Достоинством термопреобразователей является также их быстродействие, они
могут быть изготовлены малоинерционными. Это свойство термопреобразователей
может быть использовано, например, при исследовании нестационарных процессов
или при некоторых измерениях в процессе управления ядерной установкой.
Термопреобразователи могут быть изготовлены и отградуированы в
лабораторных условиях, без применения заводской технологии. Благодаря этому
термопреобразователи широко используются в исследовательских работах.
Пирометры. Наряду с различными методами и средствами измерения
температуры, которые требуют (и это непременное требование) наличия теплового
контакта с той средой или телом, температура которых измеряется, для измерения
температуры можно использовать тепловое излучение, так как известно, что
различные свойства (параметры) теплового излучения нагретых тел зависят от их
температуры. При этом, естественно, нет необходимости в непосредственном
контакте средства измерения и объекта измерения.
Тепловое излучение - излучение, возникающее в результате теплового
возбуждения частиц вещества (атомов, молекул). Энергия такого излучения
определяется только температурой и оптическими свойствами излучающего тела.
Тепловое излучение носит электромагнитный характер, т.е. представляет собой
совокупность электромагнитных волн или фотонов. Оно, как и всякое излучение,
описывается энергетическими и спектральными (частотными) характеристиками.
Таким образом, методы, основанные на различных принципах преобразования
теплового излучения объекта измерения в непосредственно измеряемую физическую
величину, называют бесконтактными или пирометрическими методами измерения
температуры, а средства измерения, реализующие эти методы, - пирометрами.
Пирометры находят с каждым годом все более широкое применение в самых
различных отраслях промышленности и научных исследованиях. Причем во многих
случаях применение их оказывается не только предпочтительным по сравнению с
контактными средствами измерения температуры, т.е. термометрами, но и
единственно возможным.
2.6 Методика гидростатического взвешивания для измерения
плотности твёрдых материалов
Для измерения плотности твёрдых материалов чаще всего используют метод
гидростатического взвешивания в таких жидкостях, как вода, спирты и других. Для
определения плотности указанным методом необходимо последовательно взвесить
исследуемый образец в воздухе и во вспомогательной жидкости, плотность и
коэффициент объёмного расширения которой заранее определены с достаточно
высокой точностью. Плотность исследуемого образца рассчитывают по формуле:
;
где,
- плотность исследуемого образца при температуре t;
m1 - масса образца на воздухе; m2 - масса образца в жидкости при температуре t;
- плотность жидкости при температуре t.
Гидростатическое
взвешивание применяется в физико-химических исследованиях, так как позволят с
достаточно высокой точностью определять плотность образцов любой геометрической
формы, используя лабораторные аналитические весы и ёмкость с жидкостью, в
которой проводятся измерения (рисунок 13).
Точность
определения плотности в первую очередь зависит от точности определения веса
образца во вспомогательной жидкости, поэтому жидкость надо выбирать, учитывая
её физико-химические свойства. Чувствительность измерения ρобр растёт пропорционально Vобр и ρж. Плотность жидкости не должна превышать
предполагаемой плотности образца, иначе последний будет плавать на поверхности жидкости.
Объём, а следовательно, и вес образца ограничены максимально допустимой
нагрузкой на чашку весов. Однако надо учесть, что на образец, погруженный в
жидкость, действует согласно закону Архимеда выталкивающая сила тем большая,
чем больше ρж. С увеличением ρж уменьшается нагрузка на чашку весов, причём эта нагрузка резко
снижается в области ρж≈ρобр, что позволяет существенно увеличить объём образца V,и
чувствительность измерений ρж.
Поэтому целесообразно использовать жидкости с плотностью максимально близкой к
плотности образца.
1 - чашка для взвешивания образца в воздухе; 2 - подвеска с корзинкой для
взвешивания в жидкости; 3 - сосуд с жидкостью; 4 - чашка весов.
Рисунок 13. Схема весов с приставкой для определения плотности
гидростатическим методом.
В качестве вспомогательной жидкости нельзя применять суспензии, не
обладающие постоянством плотности во времени. Использовать растворы также
нежелательно, так как в случае открытой поверхности жидкости плотность раствора
из-за преимущественного испарения легко летучих фракций может изменяться.
Вспомогательная жидкость должна быть как можно более чистой по химическому
составу. Жидкость должна быть химически устойчива, и не вступать во
взаимодействие с материалом образца. Особое внимание следует уделять
постоянству температуры рабочей жидкости и образца при взвешивании.
Недостатком гидростатического взвешивания является заниженная точность
измерений, обусловленная вариациями сил выталкивания при взвешивании образцов в
жидкости вследствие захвата пузырьков воздуха и вариаций сил поверхностного
натяжения рабочей жидкости на границе с измерительной подвеской. При измерении
плотности в воде на дополнительном измерительном устройстве к лабораторным
аналитическим весам «METTLER TOLEDO» рекомендуется добавлять в воду
поверхностно активное вещество, поставляемое в комплекте с измерительным
устройством. Этот приём позволяет уменьшить влияние вариаций сил выталкивания
за счёт стабилизации поверхностного натяжения на границе раздела подвески с
рабочей жидкостью и снижает возможность захвата пузырьков воздуха при
взвешивании образцов в воде.
Также возможный источник погрешностей - периодическое извлечение и
погружение образца в жидкость при поверке повторяемости результатов измерений. В
ходе этих операций вносятся искажение в температурное поле вокруг образца, не
исключено прилипание пузырьков газовой фазы к образцу или же загрязнение
поверхностного слоя жидкости. Для устранения подобных явлений следует
предусмотреть возможность отсоединения образца, от чашечки измерительной
подвески не извлекая его из рабочей жидкости с тем, чтобы он оставался в ней в
период между измерениями.
2.7 Исследуемый материал
Материалом для исследования в данной работе являются образцы кориума
полученные в рамках проекта ИНВЕКОР проведенного в Институте Атомной Энергии
НЯЦ РК. В проекте были реализованы крупномасштабные эксперименты по плавлению
материалов активной зоны реактора, моделирующие тяжелую аварию на АЭС. На
установке ЛАВА-Б были расплавлены материалы активной зоны с последующим
сливанием расплава на модель днища реактора.
Для получения модельного кориума в плавильный тигель загружались
компоненты в соотношении, приведенном в таблице 8
Таблица 8.
Загрузка исходных компонентов в плавильный объем
|
Эксперимент
|
Материал в тигле ЭПП
|
Кориум в модели корпуса
после эксперимента
|
|
UO2, г
|
Zr, г
|
ZrO2, г
|
Всего, г
|
г
|
|
ИНВЕКОР-3
|
46200
|
8491
|
5326
|
60017
|
58445
|
|
ИНВЕКОР-4
|
46200
|
8495
|
5340
|
60035
|
55370
|
Металлический цирконий загружался в виде листа, покрывающего внутреннюю
полость графитового тигля, стержней диаметром около 30 мм, длиной до 400 мм;
диоксид урана имел форму таблеток типа БН-350 (5,5 мм в диаметре и 10…12 мм
длиной); окись циркония имела вид мелкодисперсного порошка и засыпалась в
полости между таблетками диоксида урана. Несколько этапов загрузки плавильного
объема показаны на рисунке 14.
Рисунок 14. Загрузка плавильного тигля.
Экспериментальная секция (модель днища реактора) в сборе с плазматронным
имитатором остаточного тепловыделения была размещена в УПР установки
"Лава-Б" и подключена к электрическим, газовым, водяным и
измерительным коммуникациям установки (рисунок - 15). До начала испытания
полость ЭПП и УПР были проверены на герметичность, затем была выполнена откачка
воздуха из полостей и наполнение аргоном.
Рисунок 15. Экспериментальная секция в УПР установки "Лава-Б".
После завершения эксперимента и охлаждения основных узлов установки
"Лава-Б" была выполнена разборка и первичный осмотр ЭПП и УПР.
Выявлено, что в плавильном тигле практически не осталось компонентов кориума. В
экспериментальной секции обнаружен затвердевший расплав кориума и верхний слой,
представлял собой засыпку из мелких частиц. Толщина слоя составляла 2,5…3 см
(рисунок - 16).
Рисунок 16. Вид экспериментальной секции после эксперимента.
3.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
3.1 Отбор и подготовка проб
Для определения теплофизических характеристик кориума, полученного в
экспериментах INVECOR-3 и INVECOR-4 по моделированию тяжелых аварий на ядерных
реакторах, проведенных на установке "ЛАВА-Б", были проведены
измерения ТФС образцов изготовленных из монолитных фрагментов слитков.
Схема места отбора слитка для исследования после эксперимента INVECOR-4 и
шлиф поперечного разреза этого слитка приведены на рисунке 17.
а б
а - расположение кориума в модели днища; б - шлиф поверхности разреза
слитка
Рисунок 17. Экспериментальная секция после эксперимента INVECOR-4.
Места отбора и обозначение исследовательских образцов приведены на рисунке
18. Обозначения нанесены на ответную поверхность слитка после вырезки заготовок
для образцов (на которой приготовлен шлиф для металлографических исследований).
Такой прием позволяет максимально полно собрать информацию о свойствах и
составе выбранной, исследуемой области.
Пробоотбор осуществлялся путем кернения. Кернение проводилось на
сверлильном станке 2МШ-3П с помощью алмазного сверла, внутренним диаметром 5,7
мм. Фрагмент материала центрального слитка укладывался в кюветку. Для
обеспечения охлаждения слиток заливался водой. Из полученных кернов одна
половина уходила на приготовление таблеточного образца для измерения ТФС,
вторая половина - для проведения рентгеновского фазового и элементного анализа.
а б
а - после эксперимента INVECOR-3; б - после эксперимента INVECOR-1/4
Рисунок 18. Места отбора образцов кориума для измерения ТФС.
На рисунках 19 и 20 приведены фотографии некоторых таблеток после
эксперимента Invecor 4 на которых определялись ТФС .
Рисинук 20. Таблетка С-2 (Invecor 4).
3.2 Результаты измерений
Измерения проводились на установке для определения ТФС материалов
«УТФИ-2» методом «вспышка» В.Дж. Паркера.
График изменения температуры на тыльной поверхности образца кориума С-3
приведен на рисунке 21. Такие термограммы были получены для каждого образца
кориума усреднением по пяти измерениям на каждом образце. При обработке
полученных термограмм определялись величины, необходимые для расчета значений
температуропроводности, удельной теплоемкости и теплопроводности материала
образцов.
Рисунок 21. Температура на тыльной поверхности образца С-3.
3.2.1 Результаты измерения теплофизических характеристик кориума
Invecor 3
Результаты взвешивания и определения плотности образцов кориума методом
гидростатического взвешивания приведены в таблице 9, толщина образца №1- 2,12
мм, №2- 1,995мм, №3- 2,019мм, №4- 2,02 мм измерения проводились при температуре
18 оС в период с 15.01.10г. по 23.02.10г.
Таблица 9.
Масса и плотность образцов кориума
|
№ Образца
|
Масса на воздухе, г
|
Масса с парафиновым
покрытием на воздухе, г
|
Масса с парафиновым
покрытием в жидкости, г
|
Плотность, г/см3
|
|
1
|
0,4678
|
0,4681
|
0,4204
|
9,854
|
|
2
|
0,4687
|
0,4693
|
0,421
|
9,815
|
|
3
|
0,4965
|
0,4971
|
0,4459
|
9,801
|
|
4
|
0,5016
|
0,5027
|
0,4516
|
10,028
|
Результаты измерения температуропроводности для образцов кориума,
приведены в таблице 10, длительность рабочего импульса tимп. ~ 6,0 мс.
Таблица 10.
Температуропроводность образцов кориума
|
№ Образца
|
t 1/2, мс
|
Температуропроводность, ´10-6×м2×с-1
|
|
|
а (средн.)
|
|
1
|
241,014
|
2,595
|
|
2
|
180,652
|
2,746
|
|
3
|
240,226
|
2,359
|
|
4
|
217,041
|
2,613
|
Результаты определения удельной теплоемкости для образцов кориума
приведены в таблице 11.
Таблица 11.
Теплоемкость образцов кориума
|
№ Образца
|
Ток через нагреватель, А
|
Длительность рабочего
импульса, мс
|
Энергия рабочего импульса,
Дж
|
Подогрев образца, К
|
Теплоемкость, Дж×кг-1× К-1 С (сред.)
|
|
1
|
18,026
|
5,65
|
0,342
|
2,689
|
271,06
|
|
2
|
19,79
|
5,69
|
0,387
|
3,257
|
258,76
|
|
3
|
19,291
|
5,55
|
0,371
|
2,6
|
283,98
|
|
4
|
19,537
|
5,6
|
0,372
|
2,834
|
263,35
|
Результаты определения удельной теплопроводности для образцов кориума
приведены в таблице 12.
Таблица 12.
Теплопроводность образцов кориума
|
№ Образца
|
Теплопроводность, Вт×м-1×К-1 λ(сред.)
|
|
1
|
6,932
|
|
2
|
6,974
|
|
3
|
6,619
|
|
4
|
6,903
|
3.2.2 Результаты измерения теплофизических характеристик кориума
Invecor 4
Результаты взвешивания и определения плотности, образцов кориума методом
гидростатического взвешивания приведены в таблице 13, толщина образца С-1- 1,96
мм, С-2- 1,75мм, С-3- 1,38мм, С-4- 1,4 мм С-5-1,99 С-6 2 мм. Измерения
проводились при температуре 18 оС в период с 12.03.10г. по 17.0310г.
Таблица 13.
Масса и плотность образцов кориума
|
Образец
|
Масса на воздухе, г
|
Масса с парафиновым
покрытием на воздухе, г
|
Масса с парафиновым
покрытием в жидкости, г
|
Плотность, г/см3
|
|
С-1
|
0,5177
|
0,5189
|
0,4646
|
9,752
|
|
С-2
|
0,5471
|
0,5478
|
0,4913
|
9,795
|
|
С-3
|
0,4726
|
0,4740
|
0,4243
|
9,778
|
|
С-4
|
0,5078
|
0,5081
|
0,4576
|
10,104
|
|
С-5
|
0,4833
|
0,485
|
0,4325
|
9,526
|
|
С-6
|
0,5166
|
0,5170
|
0,4625
|
9,527
|
Результаты измерения температуропроводности для образцов кориума,
приведены в таблице 14, длительность рабочего импульса tимп. ~ 6,0 мс.
Таблица 14.
Температуропроводность образцов кориума
|
Образец
|
t 1/2, мс
|
Температуропроводность, ´10-6×м2×с-1
|
|
|
а (средн.)
|
|
С-1
|
286,49
|
1,855
|
|
С-2
|
222,458
|
1,935
|
|
С-3
|
134,412
|
1,941
|
|
С-4
|
142,056
|
1,906
|
|
С-5
|
234,81
|
2,297
|
|
С-6
|
244,5
|
2,3
|
Результаты определения удельной теплоемкости для образцов кориума
приведены в таблице 15.
Таблица 15.
Теплоемкость образцов кориума
|
Образец
|
Ток через нагреватель, А
|
Длительность рабочего
импульса, мс
|
Энергия рабочего импульса,
Дж
|
Подогрев образца, К
|
Теплоемкость, Дж×кг-1× К-1 С (сред.)
|
|
С-1
|
17,469
|
5,95
|
0,443
|
3,382
|
299,535
|
|
С-2
|
17,648
|
5,92
|
0,432
|
3,31
|
286,36
|
|
С-3
|
17,944
|
5,7
|
0,318
|
3,712
|
292,936
|
|
С-4
|
18
|
5,7
|
0,382
|
3,766
|
296,302
|
|
С-5
|
18,974
|
5,6
|
0,411
|
3,171
|
268,561
|
|
С-6
|
17,876
|
5,7
|
0,37
|
2,87
|
297,05
|
Результаты определения удельной теплопроводности для образцов кориума
приведены в таблице 16.
Таблица 16.
Теплопроводность образцов кориума
|
Образец
|
Теплопроводность, Вт×м-1×К-1 λ(сред.)
|
|
С-1
|
5,419
|
|
С-2
|
5,427
|
|
С-3
|
5,559
|
|
С-4
|
5,651
|
|
С-5
|
5,916
|
|
С-6
|
6,365
|
В результате измерений средняя плотность по четырем образцам Invecor 3
составила 9,875 г/см3 , а средняя теплопроводность 6,875 Вт×м-1×К-1. По усредненным данным значение
плотности различаются не более чем на 1,14% , а теплопроводности на 1,55 %.
Аналогично средняя плотность по образцам Invecor 4 составила 9,747 г/см3,
а средняя теплопроводность 5,723 Вт×м-1×К-1. По усредненным данным значение плотности различаются не более чем на
2,48% , а теплопроводности на 2,5 %.
3.2.3 Результаты фазового анализа образцов кориума
Результаты качественного фазового и количественного элементного состава
образцов материала из модели корпуса приведены в таблицах 17, 18.
Последовательность фаз в ячейках таблицы соответствует уменьшению их
объемного содержания в образцах. Последовательность расположения элементов в
формульной записи фаз переменного состава также соответствует уменьшению их
относительной атомной концентрации. Наряду с результатами фазового анализа в
этих же таблицах приведены результаты определения относительного весового
содержания урана и циркония в материале образцов.
Таблица 17.
Результаты качественного фазового и количественного элементного состава
образцов материала слитка Invecor 4
|
Образец
|
Элементный состав, %
|
U/Zr
|
|
|
Zr
|
U
|
Fe
|
|
|
С1
|
U~0.95Zr~0,05O2 (0,545 нм);
α-Zr(O);
α-(U,Zr); Zr2FeOx
|
31,3
|
67,7
|
1,0
|
2,2
|
|
С2
|
U~0.95Zr~0,05O2 (0,545 нм);
α-Zr(O);
α-(U,Zr); Zr2FeOx; a-Fe(?); (U,Zr)Fe2 (a0»0,704¸0,708 нм)
|
32,4
|
64,1
|
3,5
|
2,0
|
|
C3
|
U~0.95Zr~0,05O2 (0,545 нм);
α-Zr(O);
α-(U,Zr); Zr2FeOx
|
32,1
|
66,5
|
1,4
|
2,1
|
|
C4
|
α-Zr(O);
U~0.95Zr~0,05O2 (0,545 нм); α-(U,Zr);
Zr2FeOx
|
34,7
|
63,6
|
1,7
|
1,8
|
|
C5
|
U~0.95Zr~0,05O2 (0,545 нм);
α-Zr(O);
α-(U,Zr); Zr2FeOx
|
33,8
|
65,4
|
0,7
|
1,9
|
|
C6
|
U~0.95Zr~0,05O2 (0,545 нм);
α-Zr(O);
α-(U,Zr); Zr2FeOx
|
31,5
|
68,1
|
0,4
|
2,2
|
Основными компонентами образцов из верхних областей слитков с однородной
макроструктурой (С5, С6) по результатам рентгеновского фазового анализа
являются твердый раствор (U,Zr)O2 с ГЦК решеткой двуокиси урана и α-фаза металлического циркония,
стабилизированного кислородом α-Zr(O). Также в образцах присутствуют в
небольших количествах фаза на основе кристаллической решетки α-урана α-(U,Zr) и железосодержащая фаза
Zr2FeOX с кубической решеткой пространственных групп Fd3m или Fm3m. Общим
признаком фазового состава образцов является малое содержание циркония в
основном твердом растворе (U,Zr)O2 с оценочным составом U~0.95Zr~0.05O2. Оценка
состава фазы проводилась на основе значений периода решетки.
Образцы материала из нижних областей слитка, содержащих светлые
металлические включения (C4, C3) отличаются высоким содержанием набора
металлических фаз α-Zr(O) и α-(U,Zr), и железосодержащей фазы Zr2FeOX.
Таблица 18.
Результаты качественного фазового и количественного элементного состава
образцов материала слитка Invecor 3
|
Образец
|
Фазовый состав
|
Элементный состав, %
|
U/Zr
|
|
|
Zr
|
U
|
Fe
|
|
|
1
|
U~0.97Zr~0,03O2 (0,5460
нм); U6Fe(?); α-(U,Zr)(?);
(U,Zr)Fe2
|
24,6
|
75,1
|
0,3
|
3,0
|
|
2
|
U~0.98Zr~0,02O2 (0,5463
нм); (U,Zr)Fe2 (0,708 нм); U6Fe(?);
|
25,5
|
72,8
|
1,8
|
2,9
|
|
3
|
U~0.97Zr~0,03O2 (0,5460
нм); U6Fe(?); α-(U,Zr)(?);
(U,Zr)Fe2
|
26,6
|
73,0
|
0,4
|
2,7
|
|
4
|
U~0.98Zr~0,02O2 (0,5463
нм); (U,Zr)Fe2 (0,708 нм); U6Fe(?);
|
25,9
|
73,6
|
0,5
|
2,8
|
Основными компонентами фазового состава образцов затвердевшего расплава
по результатам рентгеновского фазового анализа являются оксидные фазы
переменного состава (U,Zr)O2 с ГЦК - решеткой двуокиси урана.
Оксидные твердые растворы (U,Zr)O2 характерны для всех образцов. Общей
чертой состава этой фазы является малое содержание циркония в растворе, а,
также отсутствие фазы металлического циркония. Оценочный химический состав
оксидной фазы, определялся по значению периода решетки и лежал в диапазоне
составов U~0.97Zr~0.03O2¸ U~0.85Zr~0.15O2 (0,546¸0,542 нм).
3.2 Анализ полученных данных
Теплопроводность образцов из нижней области слитка Invecor-4 (С1, C3, C4)
ниже, относительно верхних областей, несмотря на высокое содержание
металлических фаз α-Zr(O) и α-(U,Zr), и железосодержащей фазы Zr2FeOX
(рисунок 22). В пробах с однородной макроструктурой (С5, С6) наблюдается
повышение температуропроводности и теплопроводности.
Рисунок 22. Теплопроводность и температуропроводность кориума Invecor-4.
Повышенное содержание α-Zr(O) фазы в пробе С4 влияет на увеличение
плотности и теплоемкости пробы (рисунок 23,24). Элементный анализ пробы С2
показал высокое содержание железа, однако это незначительно повлияло на изменение
теплофизических характеристик кориума.
Рисунок 23. Элементный состав проб Invecor-4.
Рисунок 24. Плотность и теплоемкость кориума Invecor-4.
Пробы 1 и 4 слитка кориума Invecor-3 проявляют практически идентичные
теплофизические характеристики, несмотря на разный фазовый состав и высоту
отбора пробы. Проба 2 отличается высоким содержанием железа и пониженным
содержанием урана, при этом заначения теплопроводности и температуропроводности
увеличиваются.
Рисунок 25. Температуропровводность и теплопроводность кориума Invecor-3.
В пробе 3, из нижней области слитка, наблюдается повышение теплоемкости.
Так как слиток Invecor-3 однородный, показания измерений плотности образцов
кориума имеют небольшую расходимость. Элементный состав проб также изменяется
незначительно.
Рисунок 26. Элементный состав проб Invecor-3.
Рисунок 27. Плотность и теплоемкость кориума Invecor-3.
Анализ показывает увеличение теплопроодности в зависимости от высоты
отбора пробы. Образцы из нижних областей слитков (С1,С3,С4,3) показали
наименьшую теплопроводность, образцы взятые в верхних областях (С5,С6,2)
обладают повышенной теплопроводностью.
На рисунке 28 представлены результаты измерений теплофизических
характеристик по всем пробам
Рисунок 28. Теплофизические характеристики кориума Invecor-3 и Invecor-4.
Полученные величины ТФС образцов Invecor-3 и Invecor-4 хорошо
коррелируют, то есть теплопроводность кориума в зоне передачи тепла от
плазмотроного нагревателя к модели дница через кориум находтся в одном
диапазоне, что позволяет провести сравнительный анализ результатов экспериметов
Invecor-3 и Invecor-4 по температурному воздействию на модель корпуса, несмотря
на существующие отличия в фазовом составе кориума в данной области.
4.
БЕЗОПАСНОСТЬ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ РАБОТЫ
Все основные работы проводились в помещениях здания 135 КИР «Байкал-1»
которые имеют 2 класс опасности, то выполнялись все требования
"Санитарно-эпидемические требований по обеспечению радиационной
безопасности утвержденное 29.07.2010. - №565, требования "Норм
радиационной безопасности" (НРБ-99) и меры пожарной безопасности в
лаборатории 232.
Большое значение в деле охраны труда имеет техника безопасности,
представляющая собой систему организационных и технических мероприятий и
средств, предотвращающих воздействие на работающих опасных производственных
факторов, а также производственная санитария как система организационных,
гигиенических и санитарно-технических мероприятий и средств, предотвращающих
воздействие на работающих вредных производственных факторов.
В связи с условиями выполнения экспериментальных работ, с точки зрения
безопасности и охраны труда, следует рассмотреть такие вредные и опасные
факторы, как ионизирующее излучение, электрический ток и пожарная безопасность
и освещение.
4.1 Освещение помещений лаборатории 232
Исследуемым объектом является лаборатория, расположенная на первом этаже
двухэтажного здания. В помещении «чистой» зоны имеются 3 окна площадью 25 кв.м
каждое. В помещении «грязной» зоны имеются 5 окон. Окна выходят на северную и южную
стороны.
Естественное освещение осуществляется непосредственно через оконные
проемы, с коэффициентом естественного освещения КЕО не ниже 1,5%. Световой
поток из оконного проема падает на рабочее место с левой стороны.
Искусственное освещение в помещениях осуществляется системой общего
равномерного освещения с использованием всех источников света и поэтому в
помещении предусмотрено искусственное освещение. Оно осуществляется
люминесцентными лампами типа ЛБ-60. В каждом светильнике по две лампы. Общее число
светильников четыре расположенные в два ряда. Нормы освещенности рабочих
поверхностей представлены в таблице 19.
Освещенность на поверхности стола в зоне размещения документов составляет
300-500 лк. Имеются светильники местного освещения для подсветки документов.
Местное освещение установлено таким образом, чтобы не создавать бликов на
поверхности экрана и увеличивать освещенность экрана более 300 лк. Прямая
блескость от источников освещения ограничена.
Для обеспечения нормативных значений освещенности в помещениях
проводиться чистка стекол оконных проемов и светильников не реже двух раз в год
и проводиться своевременную замену перегоревших ламп.
Таблица 19.
Нормы освещенности рабочих поверхностей
|
Наименование помещения
|
Люминесцентные лампы
|
Лампы накаливания
|
Плоскость, в которой
нормируются мин.освещенность
|
|
Помещение «грязной» зоны
|
400 лк
|
200 лк
|
Горизонтальная на уровне
0,8 м от пола
|
4.2 Вентиляция, отопление и кондиционирование воздуха
В производственных помещениях, в которых работа с мониторами и персональными
компьютерами является основной (диспетчерские, операторские, кабины и посты
управления, залы вычислительной техники) обеспечиваются оптимальные параметры
микроклимата. Также соблюдаются следующие условия:
а) Для повышения влажности воздуха в помещениях с мониторами и
компьютерами ледует применять увлажнители воздуха, заправляемые ежедневно
дистиллированной или кипяченой питьевой водой.
б) Система отопления должна обеспечивать достаточное, постоянное и
равномерное нагревание воздуха в холодное время года. При этом колебание
температура в течение суток не должно превышать 2-3°С.
в) В помещениях с избытками явного тепла необходимо предусматривать
регулирование подачи теплоносителя. В качестве нагревательных приборов в
машинных залах ЭВМ следует устанавливать регистры из гладких труб или панели
лучистого отопления.
г) В производственные помещения должны подаваться следующие объемы
наружного воздуха: при объеме помещения до 20 куб. метров на одного работающего
- не менее 30 куб. м./час на человека; 20 - 40 куб. м на одного работающего не
менее 20 куб. м/час на человека; более 40 куб. м при наличии окон и отсутствии
выделений вредных веществ допускается естественная вентиляция помещений. В
производственных помещениях без окон и дверей подача воздуха на одного
работающего должна быть не менее 60 куб. м/час при соблюдении норм микроклимата
и ПДК вредных веществ. Воздух, поступающий в помещение, должен быть очищен от
загрязнения, в том числе от пыли и микроорганизмов.
д) С целью создания нормальных условий для персонала лаборатории
установлены нормы производственного микроклимата. Эти нормы устанавливают
оптимальные и допустимые значения температуры, относительной влажности и
скорости движения воздуха для рабочей зоны с учетом избытка явной теплоты, тяжести
выполняемых работ и сезонов года. Действующие санитарные нормы устанавливают
конкретные значения этих параметров (табл. 20).
Таблица 20.
Нормы температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха в
рабочей зоне производственного помещения
|
Тем-ра Наружного Воздуха °С
|
Параметры рабочей среды на
постоянном рабочем месте
|
|
Оптимальные
|
Допустимые
|
|
t , °С
|
Относ. влажность,%
|
Скорость воздуха,м/с
|
t , °C
|
Относ. влажность,%
|
Скорость воздуха,м/с
|
|
Ниже +10
|
20-22°С
|
40-60
|
0.1
|
18-22
|
Не более 70
|
0.3
|
|
Выше +10
|
20-25°С
|
40-60
|
0.1
|
Не более чем на 3 °С выше наружного воздуха в 13 час. дня самого жаркого месяца
|
70 при 24 °С
|
0.3
|
|
|
|
|
|
65 при 25 °С
|
|
|
|
|
|
|
60 при 26 °С
|
|
|
|
|
|
|
55 при 27 °С
|
|
|
|
|
|
|
50 при 28 °С
|
|
е) Кондиционирование воздуха должно обеспечивать автоматическое
поддержание параметров микроклимата в необходимых пределах в течение всех
сезонов года. Установка автономных кондиционеров производится в оконных рамах,
а их количество определяется расчетным путем в зависимости от избытков тепла,
выделяемого машинами, людьми и солнечной радиацией.
ж) Для обеспечения надлежащего качественного состава воздуха необходимы
следующие условия:
- систематическое проветривание;
- влажная ежедневная уборка;
- ежемесячное протирание спиртом клавиатуры и экрана с целью
уничтожения микроорганизмов;
наличие приточно-вытяжной вентиляции;
- установка увлажнителей и кондиционеров.
з) Для исключения дестабилизирующего влияния солнечной радиации оконные
проемы помещений с ВДТ и ПК должны быть оборудованы регулирующими устройствами типа
жалюзи, завеси, внешние козырьки.
Для уменьшения опасности распространения пожаров не допускается совмещать
системы кондиционирования воздуха помещения лаборатории с другими
помещениями[18].
4.3 Радиационная безопасность
Учитывая специфику работы основным опасным фактором является ионизирующее
излучение.
Главной целью радиационной безопасности является охрана здоровья
население, включая персонал лаборатории, от вредного воздействия ионизирующего
излучения путем соблюдения основных принципов и норм радиационной безопасности
без необоснованных ограничений полезной деятельности при использовании
излучения в различных областях хозяйства, в науке и медицине.
Существуют три следующих вида ионизирующего излучения:
альфа-излучение (a-излучение)
- ионизирующее излучение, состоящее из альфа-частиц (ядер гелия), испускаемых
при ядерных превращениях;
бета-излучение (b-излучение)
- электронное (и позитронное) ионизирующее излучение с непрерывным
энергетическим спектром, испускаемое при ядерных превращениях и характеризующееся
граничной энергией спектра Еb;
гамма-излучение (g-излучение)
- фотонное (электромагнитное) ионизирующее излучение, испускаемое при ядерных
превращениях.
В соответствии с [17] к работам с РВ и другими источниками ионизирующих
излучений допускаются лица, не моложе 18 лет, не имеющие медицинских
противопоказаний. Перед допуском к работе с источниками излучения персонал
лаборатории 232 проходит обучение, инструктаж и проверку знаний.
Ионизирующее излучение при воздействии на организм человека может вызвать
два вида эффектов, которые клинической медициной относятся к болезням:
детерминированные пороговые эффекты (лучевая болезнь, лучевой дерматит, лучевая
катаракта, лучевое бесплодие, аномалии в развитии плода) и стохастические
(вероятностные) беспороговые эффекты (злокачественные опухоли, лейкозы,
наследственные болезни). Устанавливаются следующие категории облучаемых лиц:
персонал (группа А и Б) и все население, включая лиц из персонала, вне сферы и
условий их производственной деятельности.
Основные пределы доз облучения лиц из персонала и населения (указаны в
таблице 21) не включают в себя дозы от природных, медицинских источников
ионизирующего излучения и дозу вследствие радиационных аварий. Для женщин в
возрасте 45 лет, работающих с источниками ионизирующего излучения, вводятся
дополнительные ограничения: эквивалентная доза на поверхности нижней части
области живота не должна превышать 1 мЗв в месяц, а поступление радионуклидов в
организм за год не должно быть более 1/20 предела годового поступления для
персонала.
Таблица 21.
Основные пределы доз
|
Нормируемые величины
|
Пределы доз
|
|
персонал (группа А)
|
Население
|
|
Эффективная доза
|
20 мЗв в год в среднем за
любые последовательные 5 лет, но не более 50 мЗв в год
|
1 мЗв в год в среднем за
любые последовательные 5 лет, но не более 5 мЗв в год
|
|
Эквивалентная доза за год в
хрусталике глаза, коже, кистях и стопах
|
150 мЗв 500 мЗв 500 мЗв
|
15 мЗв 50 мЗв 50 мЗв
|
Лица, работающие с источниками ионизирующего излучения в лаборатории 232,
выполняют требования "Норм радиационной безопасности" (НРБ-99) и
"Санитарно-гигиенические требования по обеспечению радиационной
безопасности». Весь персонал, работающий с источниками ионизирующего излучения,
проходит инструктаж в службе радиационной безопасности и сдает экзамены по
радиационной безопасности. При работе с источниками ионизирующего излучения
необходимо применять индивидуальные средства защиты. Индивидуальные средства
защиты подразделяются на основные и дополнительные.
К основным средствам защиты относятся спецодежда и спецобувь
повседневного пользования (халаты, шапочки, комбинезоны, спецбелье, мягкая
обувь и т. д.).
К дополнительным средствам защиты относятся:
пленочная и резиновая одежда и спецобувь (фартуки, нарукавники, перчатки,
бахилы, чулки и т. д.);
фильтрующие и изолирующие средства защиты органов дыхания (респираторы,
противогазы и т. д.);
приспособления типа щитки, захваты и т. д.
Персонал лаборатории 232 проходит индивидуальный дозиметрический контроль
(иметь при работе дозиметр ДПГ-03). Дозиметр носится поверх одежды на месте,
определяемом дозиметристом.
Основные работы по проведению данного эксперимента проводятся в
помещениях 2 класса в здании 135 КИР "Байкал-1".
В помещениях с работами 2 класса ЗАПРЕЩАЕТСЯ:
пребывание сотрудников без необходимых средств защиты;
прием пищи, курение, пользование косметическими принадлежностями;
хранение пищевых продуктов, табачных изделий, домашней одежды,
косметических принадлежностей и других предметов, не относящих отношения к
работе.
4.3.1 Биологическое воздействие радиации
Ионизирующее излучение в основном носит вред тем, что под его
воздействием происходит разрушение генетического аппарата клеток, что приводит
либо к их гибели, либо, что хуже для организма в целом, к трансформации с
утраченной дифференцировкой. Такие клетки могут образовать злокачественную
опухоль, прорастающую в органы и нарушающие их работу. При получении
определенной дозы облучения возникает так называемая лучевая болезнь, которая
характеризуется поражением кроветворной системы, поражением слизистой оболочки
тонкой кишки, нервной системы. Степени тяжести лучевой болезни зависят от
полученной организмом дозы. [16]
4.3.2 Средства индивидуальной защиты и правила
личной гигиены
Все лица, работающие с радиоактивными веществами, обеспечены средствами
индивидуальной защиты в зависимости от вида и класса работ.
В комплект спецодежды лиц, выполняющих работы I класса и отдельные работы
II класса, входять: комбинезон или костюм, шапочка, спецбелье, носки, легкая
обувь или ботинки, перчатки, полотенце, носовой платок, а также индивидуальные
средства защиты органов дыхания.
При работах II и III классов работающие обеспечиваются халатами,
шапочками, тапочками и дежурной спецодеждой, необходимой для работы на
территории СК или ПЗРО в любое время года. На территории ИАЭ НЯЦ РК соблюдались
следующие меры предосторожности.
. Водители спецавтомобилей, работники участков сортировки, переработки и
захоронения радиоактивных отходов, дозиметристы дополнительно обеспечиваются, в
зависимости от времени года, шапочками, плащами, ватными куртками, полушубками.
сапогами, валенками, теплыми рукавицами и перчатками.
. Персонал, производящий уборку помещений, территории, размещение
емкостей для захоронения радиоактивных отходов, дезактивацию спецтранспорта и
оборудования, снабжен пластикатовыми фартуками и нарукавниками или
пластикатовыми полухалатами, резиновой или пластикатовой спецобувью или
резиновыми сапогами.
. При работах в условиях возможного загрязнения воздуха радиоактивными
веществами (ликвидация аварий, ремонтные работы и т. п.) персонал обеспечен
специальными фильтрующими или изолирующими средствами защиты органов дыхания
(пневмокостюмы, пневмошлемы, кислородные изолирующие приборы).
. Вход в «грязную» зону СК или ПЗРО допускается только через
санпропускник, а в помещения для работ I класса дополнительно через
стационарные саншлюзы. В помещения и на территорию, где ведутся аварийные и
ремонтные работы, персонал проходит по наряду-допуску через переносной саншлюз.
. При выходе из «грязной» зоны - необходимо проверить чистоту спецодежды
и других средств индивидуальной защиты, снять их и при выявлении радиоактивного
загрязнения вымыться под душем.
. Радиоактивное загрязнение спецодежды, индивидуальных средств защиты и
кожных покровов персонала не должно превышать допустимых уровней. После
санобработки кожные покровы не должны иметь радиоактивное загрязнение выше 0,1
ДЗА.
. Спецодежда и индивидуальные средства зашиты подвергаются
систематическому дозиметрическому контролю.
. Смена спецодежды должна производиться не реже одного раза в рабочую
неделю. Загрязненные выше допустимого уровня спецодежда и зашитые средства
подлежат немедленной замене.
. Дополнительные средства индивидуальной зашиты (пленочные, резиновые и
т. п.) после каждого пользования подвергаться дезактивации в саншлюзе или в
специально отведенном месте. Остаточный уровень загрязнения после деактивации
должен быть менее чем в три раза ниже допустимого уровня.
. При загрязнении личной одежды и обуви они подлежат дезактивации под
контролем службы радиационной безопасности; а в случае невозможности
дезактивации - захоронению.
. В «грязной» зоне СК или ПЗРО запрещается:
пребывание персонала без необходимых средств индивидуальной защиты;
посещение ее лицами, постоянно не работающими в этой зоне без письменного
разрешения . администрации или руководителя службы радиационной безопасности;
хранение пищевых продуктов, домашней одежды. косметических
принадлежностей и других предметов, не имеющих отношения к работе.
. Курение допускается в специальных помещениях, оборудованных умывальником
для мытья рук и радиометрическим прибором для самоконтроля.
. Прием пищи допускается в столовых, буфетах или специально отведенных
местах, расположенных в «чистой» зоне. [17]
4.4 Электробезопасность
Электробезопасность - это система организационно-технических мероприятий
и средств, обеспечивающих защиту людей от вредного и опасного воздействия
электрического тока, электрической дуги, электрического поля и статического
электричества.
4.4.1 Действие электрического тока на живой организм
При прохождении электрического тока через тело человека весь организм его
может подвергнуться механическому, тепловому, световому, химическому и
биологическому воздействию. При биологическом действии нарушается деятельность
нервной системы, в результате чего может наступить паралич дыхания и
фибрилляция сердца. Действие электрического тока сводится к двум видам
поражения: электрическая травма и электрический удар.
Электрические ожоги являются наиболее распространенным видом
электротравм. Металлизация кожи - это проникновение в верхние слои кожи
мельчайших частичек металла, расплавившегося под действием электрической дуги.
Обычно это происходит при коротких замыканиях, отключеньях разъединителей и
рубильников под нагрузкой.
Электрический удар - это возбуждение живых тканей организма проходящим
через него электрическим током, сопровождающееся непроизвольными судорожными
сокращениями мышц, в том числе мышц сердца и легких. В результате могут
возникнуть различные нарушения жизнедеятельности органов дыхания и
кровообращения.
Величина тока, протекающего через тело человека, является главным
фактором, от которого зависит исход поражения: чем больше ток, тем опаснее его
действия.
Человек начинает ощущать протекающий через него ток относительно малого
значения: 0,6-1,5 мА (при частоте 50 Гц). Этот ток не может вызывать поражения
человека, и в этом смысле он безопасен. Однако он может явиться косвенной
причиной несчастного случая, поскольку человек, почувствовав действие тока,
теряет уверенность в себе и может допустить неправильные действия.
Ток величиной 10-15 мА (при частоте 50 Гц) вызывает сильные и болезненные
судороги мышц рук. Человек не в состоянии разжать руку, которая касается
токоведущей части, не может отбросить провод от себя и оказывается как бы
прикованным к токоведущей части. Такой ток называется
"неотпускающим". Сам по себе он не угрожает жизни, но если человек
немедленно не будет освобожден из электрической цепи, величина тока с течением
времени резко возрастает вследствие понижения сопротивления тела и человек
погибает. Ток величиной 100 мА, или 0,1 А, является смертельным[19].
4.4.2 Защита работающих от действия электрического тока
Индивидуальные свойства человека - состояние здоровья, подготовленность к
работе на электрической установке и другие факторы - имеют большие значение. К
работе на электроустановках допускаются лица не моложе 18 лет, прошедшие
медицинский осмотр, сдавшим экзамен по электробезопасности.
В процессе эксплуатации электроустановок нередко возникают условия, при
которых даже самое совершенное их выполнение не обеспечивает безопасности
работающего. Например, при работах вблизи токопроводящих частей, находящихся
под напряжением, существует опасность проникновения к ним, поэтому нужно
устраивать специальную изоляцию инструмента и работающего.
Такими приспособлениями, дополняющими конструктивные стационарные
защитные устройства в электроустановках, являются переносные приборы и
приспособления, служащие для защиты персонала, работающего в электроустановках,
от поражения током, воздействия электрической дуги и продуктов горения.
Существуют изолирующие, ограждающие и вспомогательные защитные средства.
Изолирующие защитные средства подразделяются на основные и
дополнительные. Основные защитные средства способны длительно выдерживать
рабочее напряжение электроустановки, и поэтому ими разрешается касаться
токоведущих частей, находящихся по напряжением. Дополнительные защитные
средства предназначены для усиления защитного действия основных изолирующих
средств, вместе с которыми применяются.
К изолирующим защитным средствам относятся: диэлектрические перчатки,
галоши, боты и коврики; монтерский инструмент: пассатижи, отвертки, кусачки с
изолирующими рукоятками (ими разрешается работать на токоведущих частях,
находящихся под напряжением 1000 В); указатели напряжения для проверки наличия
или отсутствия напряжения, изолирующие штанги для отключения и включения
однополюсных разъединителей, наложения переносных заземлений и других операций;
изолирующие клещи, применяемые при обслуживании под напряжением трубчатых предохранителей.
Ограждающие защитные средства используются для временного ограждения
токоведущих частей (временные переносные ограждения - щиты, ограждения-клетки,
изолирующие накладки, изолирующие колпаки); предупреждения ошибочных операций
(предупредительные плакаты); временного заземления отключенных токоведущих
частей с целью устранения опасности поражения работающих током при случайном
появлении напряжения (временные защитные заземления).
Блокировки применяются в электроустановках для исключения неправильных
операций при переключениях в электрических цепях, при управлении
производственными машинами, аппаратами и агрегатами.
4.5 Пожарная безопасность
В рамках обеспечения пожарной безопасности, являющейся неотъемлемой
частью охраны труда, исключается воздействие на работников и имущество
юридического лица факторов, сопутствующих возникновению пожара.
Пожарная безопасность подразумевает разработку политики предприятия по
недопущению возникновения и развития пожара, направленную на решение следующего
круга задач:
- реализацию
комплекса мероприятий, направленных на ограничение распространения пожара;
- обеспечение
объектов средствами пожарного контроля, оповещения сотрудников предприятия о
возникновении нештатной ситуации и непосредственного пожаротушения;
- принятие
организационных мер, направленных на контроль над соблюдением сотрудниками
нормативных требования ПБ;
- повышение
уровня информированности работников и должностных лиц о мерах по обеспечению
пожарной безопасности;
- организацию и проведение производственного контроля
<http://www.arm-m.com/services/proizvodstvennyj-kontrol.php>.
Обеспечение пожарной безопасности неразрывно связано с соблюдением
основных нормативных требований в сфере ТБ и принятием инструкции по пожарной
безопасности, действующей в рамках предприятия[18].
С целью предупреждения пожара в лаборатории 232 соблюдаются следующие
правила пожарной безопасности:
перед началом работы персонал должен быть ознакомлен с правилами пожарной
безопасности, планом эвакуации и расположением пожарного инвентаря;
все пожароопасные работы должны проводиться в помещении, оборудованном
для этих целей;
легковоспламеняющиеся и горючие жидкости должны храниться в специально
оборудованных местах;
проходы в помещениях должны оставаться свободными;
необходимо следить за наличием и исправностью противопожарного инвентаря;
в конце рабочего дня и при выходе из рабочих помещений все выключатели и
рубильники должны выключаться, а в рабочем журнале должна делаться запись о
состоянии помещения.
Действия персонала лаборатории 232 при пожаре.
В случае обнаружения пожара необходимо:
1) немедленно сообщить о нем в пожарную
команду по телефону 3-04, сообщив при этом точное место пожара, что горит, кто
и с какого телефона звонит;
2) сообщить в ПДБ по телефону 3-15 эти
же сведения;
3) направить сотрудника для встречи
пожарной команды;
4) оповестить о пожаре начальника
лаборатории;
5) позвонить дежурному электромонтеру
объекта 300 по телефону 3-39 и произвести местное отключение
электрооборудования и приборов от стационарных розеточных групп;
6) в случае необходимости отключить
вентиляцию и позвонить дежурному по вентиляции объекта 300 по телефону 3-27;
7) приступить к тушению пожара
имеющимися первичными средствами пожаротушения, обеспечив оповещение и
эвакуацию людей и документации.
В помещении 130/1 здания 135 использование воды для тушения пожара
запрещено.
Эвакуацию людей, оборудования и материальных ценностей производить в
соответствии с разработанными планами эвакуации: из здания 135 согласно
"Плана эвакуации из материаловедческого комплекса здания 135", черт.
222-02-000[17].
4.6 Экологичность работы
В плане экологичности работы, ДГП ИАЭ в городе Курчатов, не наносит
значительного вреда окружающей среде, так как основными источниками загрязнения
являются котельные. Радиационные параметры, радионуклидного и элементного
состава в различных объектах окружающей среды (почвы, грунты, донные отложения,
промышленные отходы, материалы и изделия строительные, металлы, металлолом,
территории, здания и сооружения, продукция сельскохозяйственного производства и
пищевой промышленности; вода, водные объекты и объекты водопользования) на
данный момент не превышают допустимый уровень.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Таким образом, измерены теплофизические характеристики затвердевшего
расплава кориума при комнатной температуре. Вследствие малого расхождения между
полученными данными теплопроводности как для кориума Invecor 3 так и для
кориума Invecor 4 можно сделать вывод о применимости установки УТФИ-2 для
исследования ТФС кориума. К сложностям измерений следует отнести повышенную
хрупкость образцов кориума, и необходимость получения пары максимально
идентичных образцов исследуемого материала, для применения выбранного метода.
Получены данные фазового и элементного состава образцов. Проведенный
анализ результатов измерений теплофизических свойств позволяет сделать вывод о
незначительном влиянии изменения фазового состава на теплофизические
характеристики образцов кориума. При однородном основном фазовом составе, этот
факт позволяет упростить задачу теоретического моделирования тяжелой аварии на
АЭС.
Экспериментально измеренные величины ТФС образцов Invecor-3 и Invecor-4
хорошо коррелируют, то есть теплопроводность кориума в зоне передачи тепла от
плазмотроного нагревателя к модели дница через кориум находтся в одном
диапазоне, что позволяет провести сравнительный анализ результатов экспериметов
Invecor-3 и Invecor-4 по температурному воздействию на модель корпуса, несмотря
на существующие отличия в фазовом составе кориума в данной области.
Также следует отметить, что потверждена возможность получения данных по
ТФС образцов кориума выбранным методом, что позволяет включить данные измерения
в процедуру постэксперементального анализа образца затвердевшего кориума,
получаемого в экспериментах по моделированию тяжелых аварий на АЭС.
Полученные данные о теплофизических свойствах модельного кориума могут
быть полезны в работах по повышению безопасности использования АЭС, в
экспериментах по удержанию расплава внутри корпуса реактора.
СПИСОК
ЛИТЕРАТУРЫ
1. «Ядерные
энергетические установки» П.А. Петров, 1958
. «Реакторы
ВВЭР для атомных электростанций» В.К. Резепов, В.П. Денисов, Н.А. Кирилюк, Ю.Г.
Драгунов, С.Б. Рыжов
3. Кадыржанов
К.К., Кадыров Х.Г., Туркебаев Т.Э., Цой К.В. «Исследования развития тяжелых
аварий легководных реакторов», ИЯФ НЯЦ, Алматы, 1998г.
4. Харламов
А.Г. Измерение теплопроводности твердых тел. М., «Атомиздат», 1973 г.
. Лыков А.В.
Теория теплопроводности. М., «Высшая школа», 1967 г.
6.
В.В.Бакланов, В.В.Саблук, Е.В.Малышева «Аналитический обзор методов измерений
теплофизических свойств материалов», ИАЭ НЯЦ РК.
7. Parker, W.
J. Flash method of determining thermal diffusivity, heat capacity and thermal
conductivity, W .J. Parker. [et al.]. , J. Appl. Phys. - 1961. - Vol. 32, № 9.
- P.1679.
8. Чиркин,
В.С. Теплофизические свойства материалов ядерной техники:
Справочник.
М., Атомиздат , 1968.
9. Статья
«Теплофизические свойства UO2», журнал «Атомная техника за рубежом», №1, 1982г.
. Харламов,
А.Г.. Измерение теплопроводности твердых тел. - М., Атомиздат, 1973
11. Р.Б.
Котельников, С.Н. Башлыков, З.Г. Галиакбаров, А.И. Каштанов
"Особо
тугоплавкие элементы и соединения" Справочник. "Металлургия",
Москва, 1969 г.
12. Харламов,
А. Г. Анализ динамики развития метода "вспышки" и области его
применения, А. Г. Харламов, В. Н. Юкович, В. И. Краснов, ИФЖ. 1978. - Т. 34, №
3. - С. 553-558.
13. Статья
«Методика определения теплофизических свойств образцов перспективного топлива
для ВВЭР», Свинухов Д.С., Жданов В.С., Бакланов В.В., Саблук В.В., ИАЭ НЯЦ РК.
14. Статья
Гайдученко А.Б. «Теплофизические свойства уран-циркониевого топлива» «Атомная
энергия» янв. 2008г.
15. Зефиров
Н. С. (гл. ред.) Химическая энциклопедия: в 5 т. - Москва: Большая Российская
энциклопедия, 1999. - Т. 5. - С. 384.
16.
Требование «Санитарно-эпидемические требований по обеспечению радиационной
безопасности утвержденное 29.07.2010. - №565».
. Требования
«Норм радиационной безопасности" (НРБ-99) и меры пожарной безопасности в
лаборатории 232»
. Техника
безопасности при работе в аналитических лабораториях, Москва 2003 г.
. Кочевой
Н.А. Охрана труда и техника безопасности на предприятиях, Усть-Каменогорск :
ВКГТУ, 2011г.