ИМПУЛЬСНЫЙ ГРАФИТОВЫЙ РЕКТОР Филиал ИАЭ РГП НЯЦ РК

ИМПУЛЬСНЫЙ ГРАФИТОВЫЙ РЕКТОР Филиал «ИАЭ» РГП «НЯЦ РК» , г. Курчатов, РК 2015 г.

Реактор ИГР Решение о создании реактора ИГР – историческое событие, начиная с которого ведет отсчет Институт атомной энергии Национального ядерного центра РК 2

Реактор ИГР Основанием для создания реактора ИГР являлось Постановление ЦК КПСС и СМ СССР № 518 -246 от 13 мая 1958 года, которым предусматривалось «…построить на территории Семипалатинского испытательного полигона (объект № 905 МО СССР) экспериментальную установку с высокотемпературным гомогенным графитовым реактором…» 3

Реактор ИГР Необходимо отметить, что уже во второй половине мая 1958 года была произведена посадка на местности реакторного здания, в июне - отрывка котлована, а 19 октября 1959 года комиссия под председательством М. А. Казаченко приняла в эксплуатацию первоочередной общестроительный комплекс объекта с технологическим оборудованием. Об этом впоследствии (22. 10. 1959 г) было доложено акад. А. П. Александрову и выражена просьба о принятии срочных мер по организации пускового персонала для проведения физического пуска реактора 4

Реактор ИГР Вскоре после выхода Постановления ЦК КПСС и СМ СССР о создании ядерного ракетного двигателя (ЯРД, 30 июня 1958 г. ) было принято решение об испытаниях твэлов ЯРД на реакторе ИГР, и вслед за этим академики И. В. Курчатов и М. В. Келдыш в своей переписке с руководством МО СССР настаивали на подготовке персонала для эксплуатации и испытаний, на оказании всемерной технической и организационной помощи для обеспечения ввода в действие реактора и его экспериментальных систем в кратчайшие сроки 5

Реактор ИГР n n В 1959 - 1961 г. г. в создании реактора, кроме Института атомной энергии АН СССР, прилагавшего наибольшие усилия, участвовал большой ряд организаций и предприятий различных министерств и ведомств СССР, основными из которых являлись: - Министерство среднего машиностроения, - Министерство обороны, - Госкомитет по авиационной технике, - Академия наук СССР и др. Благодаря такому объединению организацийучастников, их напряженной работе, вниманию и непосредственному участию высшего руководства организаций стало возможным уже в 1962 году провести первую серию испытаний твэлов ЯРД на реакторе ИГР 6

Реактор ИГР Импульсный исследовательский ядерный реактор на тепловых нейтронах с гомогенной уранграфитовой активной зоной, работает в режиме программируемых импульсов мощности и, по принципу гашения импульса, является самогасящимся 7

Реактор ИГР n Физический пуск - июнь 1960 года n Энергетический пуск - август 1961 года n В 1967 году проведена модернизация реактора – увеличена масса урана-235 в активной зоне (с 7, 46 кг до 9, 0 кг); увеличен диаметр центрального экспериментального канала (со 180 мм до 290 мм) 8

Реактор ИГР Среди импульсных реакторов большой интегральной мощности обладает самым высоким флюенсом тепловых нейтронов (3, 7× 1016 см-2) и интегральной дозой гамма-излучения за пуск (4, 78× 107 рад) в значительной по объему экспериментальной полости в центре реактора диаметром 228 мм и высотой 3825 мм 9

10

11

Реактор ИГР: режимы работы Нерегулируемый режим 12

Реактор ИГР: режимы работы Регулируемый режим 13

Реактор ИГР Наиболее крупные (многолетние) программы исследований и испытаний, выполненные на реакторе ИГР, были связаны с: n созданием ядерного ракетного двигателя (ЯРД) n изучение влияния радиации на электронную аппаратуру и элементы автоматики космических и воздушных летательных аппаратов n использование ядерной накачки лазерно-активных сред и отработка газодинамических лазерных установок 14

Реактор ИГР определением выхода и осаждения продуктов деления при эксплуатации реакторного топлива n n определение пределов работоспособности твэлов и ТВС космических, транспортных, исследовательских и энергетических реакторов n экспериментальная отработка элементов конструкции перспективных энергетических реакторов 15

Реактор ИГР Испытания по программе создания ЯРД n Период проведения – 1962… 1978 годы n Количество пусков – 148 Количество ТВС - 68 n Реализованные параметры: - температура теплоносителя на выходе – 3070 К - макс. мощность ТВС - 6 МВт - макс. удельная мощность – 25 МВт/л n 16

Реактор ИГР Испытания азотных петлевых каналов Цель испытаний АПК – отработка и обоснование работоспособности ТВС активной зоны реактора ИВГ. 1 с азотными технологическими каналами n АПК также использовались для проведения на реакторе ИГР: - испытаний газодинамических установок - исследований процессов выхода, переноса и осаждения продуктов деления в газовых трактах (трубопроводах) n 17

Реактор ИГР Испытания азотных петлевых каналов n Период проведения – 1977… 1989 годы n Количество пусков – 157 Реализованные параметры: - макс. мощность ТВС – 4, 65 МВт - температура теплоносителя на выходе – 2900 К n 18

Реактор ИГР Испытания модельных твэлов реактора ВВЭР-1000 n Период проведения – 1983… 1991 годы n Количество пусков - 186 n Количество модельных твэлов – 192 Результаты испытаний: - определены разрушающие энергетические пороги для различных условий охлаждения - макс. удельное энерговыделение в топливе – до 10 к. Дж/г. UO 2 n 19

Реактор ИГР Исследования тяжелых аварий с плавлением активной зоны энергетических реакторов Топливо реакторов ВВЭР-1000 n Период проведения – 1989… 1993 годы n Количество пусков - 19 Реализованные параметры: - макс. энерговыделение в топливе – 1700 к. Дж - макс. температура топлива – 3900 К n Схема экспериментального устройства АУП 20

Реактор ИГР с плавлением активной Исследования тяжелых аварий зоны энергетических реакторов Топливо перспективных Чехол ТВС быстрых реакторов n Период проведения – с 2001 года ТВС n Количество ЭУ – 8 n Масса топлива в ЭУ – 8, 5 кг Труба n Масса натрия в ЭУ – от 0, 2 до 9 кг n Реализованные параметры: - удельное энерговыделение в топливе – Ловушка 3 к. Дж/г. UO 2 - температура топлива – 3500 К Центр АЗ Схема экспериментального устройства 21

Реактор ИГР с плавлением активной Исследования тяжелых аварий зоны энергетических реакторов Топливо перспективных быстрых реакторов Сборка экспериментального устройства 22

Реактор ИГР с плавлением активной Исследования тяжелых аварий зоны энергетических реакторов Топливо перспективных быстрых реакторов Центральная труба экспериментального устройства после испытаний 23

Реактор ИГР с плавлением активной Исследования тяжелых аварий зоны энергетических реакторов Топливо перспективных быстрых реакторов Сливная труба экспериментального устройства после испытаний 24

Широкая возможность сочетания эксплуатационных характеристик реактора, пневмогидравлического стенда и петлевых установок, а также многолетний опыт эксплуатации показывают, что реакторный комплекс ИГР был и остается одним из лучших в мире инструментов для решения задач, связанных с динамическими испытаниями в обоснование работоспособности и безопасности объектов ядерной деятельности 25