Reaktor badawczy MARIA stan techniczny i wykorzystanie. Grzegorz Krzysztoszek

Podobne dokumenty
E L E K T R O W N I E J Ą D R O W E

RAPORT Z EKSPLOATACJI REAKTORA BADAWCZEGO MARIA W 2013 ROKU

Energetyka Jądrowa. Wykład 11 maj Zygmunt Szefliński Środowiskowe Laboratorium Ciężkich Jonów

Prace Departamentu Energii Jądrowej dla Reaktora Maria i Energetyki Jądrowej. Zuzanna Marcinkowska

RAPORT Z EKSPLOATACJI REAKTORA BADAWCZEGO MARIA W 2011 ROKU

Porównanie reaktora badawczego Maria z reaktorem TRIGA

MARIA - kolejne 10 lat

POSTĘPOWANIE Z ODPADAMI PROMIENIOTWÓRCZYMI I WYPALONYM PALIWEM JĄDROWYM W POLSCE

REAKTOR MARIA DZIŚ (2015)

Energetyka Jądrowa. Wykład 10 5 maja Zygmunt Szefliński Środowiskowe Laboratorium Ciężkich Jonów szef@fuw.edu.pl

Skonstruowanie litowo-deuterowego konwertera neutronów termicznych na neutrony prędkie o energii 14 MeV w reaktorze MARIA (Etap 14, 5.1.

POLSKIE DOŚWIADCZENIA W OBSZARZE ENERGETYKI JĄDROWEJ

Streszczenie. urządzeniom. Wstęp. MW jest. reaktora.

8. TYPY REAKTORÓW JĄDROWYCH

Laboratorium Pomiarów Dozymetrycznych Monitoring ośrodka i rozwój dozymetrii

PRACA REAKTORA BADAWCZEGO MARIA W 2015 ROKU Research reactor MARIA operation in 2015

REAKTORY JĄDROWE: BADAWCZE i ENERGETYCZNE

REAKTOR MARIA BUDOWA I ZASTOSOWANIE

Podstawy bezpieczeństwa energetyki jądrowej, Czarnobyl jak doszło do awarii

ELEKTROWNIE. Czyste energie Energetyka jądrowa. Damazy Laudyn Maciej Pawlik Franciszek Strzelczyk

Ośrodek jądrowy w Świerku od początku swojego istnienia w 1956 r rozwija kompetencje w zakresie energetyki jądrowej i jej fizycznych podstaw.

Państwowa Agencja Atomistyki

Wysokostrumieniowa wiązka neutronów do badań biomedycznych i materiałowych. Terapia przeciwnowotworowa BNCT.

REAKTOR MARIA DLA MEDYCYNY

SPRAWOZDANIE. Rady do spraw Bezpieczeństwa Jądrowego

CEL 4. Natalia Golnik

Gospodarka wypalonym paliwem jądrowym analiza opcji dla energetyki jądrowej w Polsce

Czyste energie. Energetyka jądrowa. wykład 13. dr inż. Janusz Teneta. Wydział EAIiIB Katedra Automatyki i Inżynierii Biomedycznej

Energetyka Jądrowa. Wykład 9 9 maja Zygmunt Szefliński Środowiskowe Laboratorium Ciężkich Jonów

DZIAŁALNOŚĆ PREZESA PAŃSTWOWEJ AGENCJI ATOMISTYKI oraz OCENA STANU BEZPIECZEŃSTWA JĄDROWEGO I OCHRONY RADIOLOGICZNEJ W POLSCE W 2009 ROKU

Typy konstrukcyjne reaktorów jądrowych

SPRAWOZDANIE. z działalności w 2013 roku. Podstawy formalne działania

ZAKŁAD UNIESZKODLIWIANIA ODPADÓW PROMIENIOTWÓRCZYCH

Program II Szkoły Energetyki Jądrowej

Modułowe Reaktory Jądrowe

Warszawa, dnia 14 września 2012 r. Poz ROZPORZĄDZENIE RADY MINISTRÓW. z dnia 10 sierpnia 2012 r.

Reakcje rozszczepienia i energetyka jądrowa

Energetyka jądrowa - reaktor

SPRAWOZDANIE KOMISJI DLA RADY I PARLAMENTU EUROPEJSKIEGO. Eksploatacja reaktora wysokostrumieniowego w 2011 r. {SWD(2013) 238 final}

DZIENNIK USTAW RZECZYPOSPOLITEJ POLSKIEJ

ODPADY PROMIENIOTWÓRCZE

INSTYTUT FIZYKI JĄDROWEJ im. Henryka Niewodniczańskiego Polskiej Akademii Nauk

opracował: mgr inż. Piotr Marchel Symulacyjne badanie elektrowni jądrowej

Budowa EJ dźwignią rozwoju polskiego przemysłu

ROZDZIAŁ VII. Kierunki rozwoju energii jądrowej. Produkcja energii w reaktorach fuzji jądrowejj TECHNICAL UNIVERSITY OF CZĘSTOCHOWA

Pracownicy elektrowni są narażeni na promieniowanie zewnętrzne i skażenia wewnętrzne.

ORGANIZATOR: Narodowe Centrum Badań Jądrowych PATRONAT:

Energetyka Jądrowa. źródło: Wszystko o energetyce jądrowej, AREVA

Zgodnie z rozporządzeniem wczesne wykrywanie skażeń promieniotwórczych należy do stacji wczesnego ostrzegania, a pomiary są prowadzone w placówkach.

Energetyka Jądrowa. źródło: Wszystko o energetyce jądrowej, AREVA

Wykład 7. Odpady promieniotwórcze (część 1) Opracowała E. Megiel, Wydział Chemii UW

Promieniowanie jonizujące

Wydział Elektryczny Katedra Elektroenergetyki. Analiza stanów pracy elektrowni jądrowej

INSTYTUT FIZYKI JĄDROWEJ im. Henryka Niewodniczańskiego Polskiej Akademii Nauk w Krakowie.

NR 9 CZERWIEC Koncepcja ostatecznego składowania odpadów prowadzona przez organizację POSIVA w Finlandii Szczegóły wewnątrz numeru

w Polsce, a także wszystkich zainteresowanych prezentowaną tematyką.

Ramowy program zajęć dydaktycznych studiów podyplomowych: ENERGETYKA JĄDROWA

CERAD Centrum Projektowania i Syntezy Radiofarmaceutyków Ukierunkowanych Molekularnie

JAPOŃSKA ELEKTROWNIA JĄDROWA FUKUSHIMA 1

Energetyka jądrowa. 900s. Reakcje wywołane przez neutrony (nie ma problemu odpychania elektrostatycznego)

Bezpieczeństwo Reaktorów Energetycznych

Reaktory jądrowe generacji III/III+, czyli poprawa bezpieczeństwa, wydajności oraz zmniejszenie ilości odpadów

Bezpieczeństwo jądrowe i ochrona radiologiczna. Nie tylko PAA...

Czym fascynuje, a czym niepokoi energetyka jądrowa?

Rozszczepienie (fission)

Techniczno-ekonomiczne aspekty modernizacji źródła ciepła z zastosowaniem kogeneracji węglowej i gazowej w ECO SA Opole.

ENERGETYKA JĄDROWA WYKŁAD 5

DZIAŁALNOŚĆ PREZESA PAŃSTWOWEJ AGENCJI ATOMISTYKI oraz OCENA STANU BEZPIECZEŃSTWA JĄDROWEGO I OCHRONY RADIOLOGICZNEJ W POLSCE W 2008 ROKU

Gospodarka odpadami radioaktywnymi na bazie doświadczeń Słowacji

Bezpieczeństwo jądrowe i ochrona radiologiczna w spółkach jądrowych PGE

Warszawa, dnia 27 lutego 2013 r. Poz. 270 ROZPORZĄDZENIE RADY MINISTRÓW. z dnia 11 lutego 2013 r.

Energetyka Jądrowa. źródło: Wszystko o energetyce jądrowej, AREVA

Nie bójmy się elektrowni jądrowych! Stanisław Kwieciński, Paweł Janowski Instytut Fizyki Jądrowej PAN w Krakowie

Budowa układu wysokosprawnej kogeneracji w Opolu kontynuacją rozwoju kogeneracji w Grupie Kapitałowej ECO S.A. Poznań

Reaktor jądrowy. Schemat. Podstawy fizyki jądrowej - B.Kamys

promieniowania Oddziaływanie Detekcja neutronów - stosowane reakcje (Powtórka)

do przetargu na Wykonanie pomiarów gwarancyjnych instalacji katalitycznego odazotowania spalin na bloku nr 5 5 (dalej Ogłoszenie Ogłoszenie )

Warszawa, dnia 13 września 2012 r. Poz ROZPORZĄDZENIE RADY MINISTRÓW. z dnia 24 sierpnia 2012 r. w sprawie inspektorów dozoru jądrowego 1)

NEUTRONOWA ANALIZA AKTYWACYJNA ANALITYKA W KONTROLI JAKOŚCI PODSTAWOWE INFORMACJE O REAKCJACH JĄDROWYCH - NEUTRONOWA ANALIZA AKTYWACYJNA

Reakcja rozszczepienia

Elektrownie jądrowe (J. Paska)

Narodowe Centrum Badań Jądrowych Reaktor MARIA. Krzysztof Pytel

Reakcje rozszczepienia jądra i ich wykorzystanie

BUDOWA NOWEGO SKŁADOWISKA POWIERZCHNIOWEGO ODPADÓW PROMIENIOTWÓRCZYCH

Model elektrowni jądrowej

SZKOLENIE podstawowe z zakresu pomp ciepła

Reaktory Wodne Wrzące (BWR)

NATURALNY REAKTOR JĄDROWY

Powraca energetyka jądrowa. Nowa generacja reaktorów

DZIAŁALNOŚĆ PREZESA PAŃSTWOWEJ AGENCJI ATOMISTYKI oraz OCENA STANU BEZPIECZEŃSTWA JĄDROWEGO I OCHRONY RADIOLOGICZNEJ W POLSCE W 2007 ROKU

Energetyka dział gospodarki obejmujący przetwarzanie, gromadzenie, przenoszenie i wykorzystanie energii

Onkalo -pierwsze składowisko głębokie wypalonego paliwa jądrowego i odpadów promieniotwórczych

CYKL PALIWOWY: OTWARTY CZY ZAMKNIĘTY CZY TO WYSTARCZY?

ROZPORZĄDZENIE RADY MINISTRÓW

FIZYKA III MEL Fizyka jądrowa i cząstek elementarnych

prowadzona przez Instytut Techniki Cielnej

HTR - wysokotemperaturowy reaktor jądrowy przyjazny środowisku. Jerzy Cetnar AGH

Materiały dydaktyczne. Chłodnictwo, klimatyzacja i wentylacja. Semestr VI. Laboratoria

Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska Katedra Ciepłownictwa. Instrukcja do zajęć laboratoryjnych

AUTOMATYKA I POMIARY LABORATORIUM - ĆWICZENIE NR 15 WYMIENNIK CIEPŁA CHARAKTERYSTYKI DYNAMICZNE

Transkrypt:

Nauka i technika wobec wyzwania budowy elektrowni jądrowej Mądralin 2013 Reaktor badawczy MARIA stan techniczny i wykorzystanie Grzegorz Krzysztoszek Warszawa 13-15 lutego 2013 ITC, Politechnika Warszawska 1

2

1. WSTĘP Reaktor badawczy MARIA w Narodowym Centrum Badań Jądrowych (NCBJ) w Świerku jest jedynym eksploatowanym reaktorem jądrowym w Polsce. Wysokostrumieniowy reaktor badawczy, o mocy nominalnej 30 MW chłodzony wodą. Ciśnieniowe kanały paliwowe umieszczone są w matrycy berylowej otoczonej reflektorem grafitowym. W rdzeniu reaktora umieszczonym na dnie basenu zainstalowane są kanały pionowe do napromieniań materiałów tarczowych. Reaktor wyposażony jest w kanały poziome wyprowadzone z rdzenia przez basen i osłonę biologiczną. 3

Ogólna charakterystyka reaktora MARIA Moc nominalna - 30 MW (th) Maksymalna gęstość strumienia neutronów termicznych 3,5 10 14 n/cm 2 s Gęstość strumienia na wylotach kanałów poziomych 3 5 10 9 n/cm 2 s Moderator woda, beryl Reflektor grafit System chłodzenia typu kanałowego 4

Zestawy paliwowe: materiał UO2 + Al, U3Si2 + Al wzbogacenie U-235 36%, 19,7% koszulka aluminium kształt rury koncentryczne długość 1000 mm 5

2. STAN TECHNICZNY REAKTORA Reaktor MARIA został zaprojektowany i zbudowany do: badań materiałowych w pętlach i sondach, napromieniań materiałów do produkcji radioizotopów, badań fizycznych na wylotach kanałów poziomych Osiągnął stan krytyczny w grudniu 1974r Eksploatowany równolegle z reaktorem EWA, który został wyłączony w 1995r W latach 1985-1992 reaktor był poddany modernizacji głównie w celu zwiększenia możliwości jego wykorzystania do produkcji radioizotopów. 6

I Etap modernizacji System wentylacji Baseny chłodni wtórnego obiegu chłodzenia Rozbudowana została matryca berylowa z 20-tu do 48-miu bloków Zainstalowano układ pasywny do awaryjnego zalewania rdzenia reaktora Osłona biologiczna stabilizatora ciśnienia 7

II Etap modernizacji (2000 2006) Układ automatyki neutronowej (zaprojektowany i zbudowany w byłym IBJ system SAKOR-B zastąpiono aparaturą Hartmann & Braun) Wymiana komór jonizacyjnych Wymiana wkładów wymienników ciepła System kontroli dozymetrycznej System wykrywania nieszczelności elementów paliwowych 8

2.1. KONWERSJA RDZENIA REAKTORA We wrześniu 2012 roku rozpoczęta została konwersja rdzenia reaktora z paliwa wysokowzbogaconego (HEU) na paliwo niskowzbogacone (LEU) w ramach Międzynarodowego Programu Redukcji Zagrożeń Globalnych (GTRI). Konwersja reaktora była możliwa po uzyskaniu pozytywnych wyników badań w reaktorze MARIA prototypowych niskowzbogaconych zestawów paliwowych wyprodukowanych przez firmę AREVA-CERCA. Porozumienie pomiędzy NCBJ, DOE-US i AREVA w sprawie dostaw paliwa z Francji, które umożliwia jego eksploatację do 2017 roku. 9

W styczniu 2013 roku rozpoczęto próbne napromienianie dwóch niskowzbogaconych eksperymentalnych zestawów paliwowych wykonanych w Federacji Rosyjskiej. Pozytywne wyniki tych badań pozwolą w przyszłości zamawiać paliwo we Francji lub Rosji. Proces konwersji polega na sukcesywnym zastępowaniu wypalonych wysokowzbogaconych elementów paliwowych typu MR niskowzbogaconymi elementami paliwowymi typu MC. Konwersja zostanie zakończona w I kwartale 2014 roku. 10

Tabela 1. Charakterystyki elementów paliwowych MR-6/430, MR-6/485 i MC-5/485 Lp. Parametr Wartości MR-6/430 MR-6/485 MC-5/485 1. Całkowita długość sekcji paliwowej [mm] 1380 1380 1315 2. Nominalna długość paliwa [mm] 1000 1000 1000 3. Typ paliwa dyspersja UO 2 w Al dyspersja UO 2 w Al dyspersja U 3 Si 2 w Al 4. Zawartość U-235 w sekcji [g] 430 485 485 11

5. Wzbogacenie paliwa w U-235 [%] 36 19.7 19.75 6. Gęstość uranu w warstwie paliwa [g/cm 3 ] 2.79 3.59 4.79 7. Grubość koszulki [mm] 0.75 (min. 0.5) 0.6 (min. 0.4) 0.6 (min. 0.4) 8. Grubość warstwy paliwa w sekcji [mm] 9. Stosunek mas U-235/H 2 O w sekcji paliwowej* 10. Powierzchnia wymiany ciepła w sekcji [m 2 ] 0.5 0.8 0.8 0.172 0.194 0.233 1.72 1.72 1.29 * w temperaturze 20 C 12

2.2. MODERATOR BERYLOWY W roku 2013 rozpoczęta zostanie systematyczna wymiana bloków berylowych matrycy rdzenia Zakupy nowych bloków w Kazachstanie (20 szt. w latach 2013-2018) Zwiększenie efektywności wykorzystania paliwa jądrowego Możliwość rozbudowy rdzenia reaktora 13

2.3. POMPY OBIEGU CHŁODZENIA KANAŁÓW PALIWOWYCH W II kwartale 2013 roku zostaną wymienione pompy obiegu chłodzenia kanałów paliwowych. W zmodernizowanym układzie pompy główne i pompy powyłączeniowe zostały rozdzielone (4 pompy główne + 3 powyłączeniowe). 2.4. WYPALONE PALIWO JĄDROWE Znaczna część wypalonego wysokowzbogaconego paliwa jądrowego została wywieziona do Federacji Rosyjskiej (320 szt. 2010 i 60 szt. 2012). Kolejny transport będzie miał miejsce w 2014 a ostatni w 2017 roku. 14

3. WYKORZYSTANIE REAKTORA Napromienianie materiałów do produkcji radioizotopów przez OR POLATOM (S, TeO2, Lu2O3, Yb2O3, Cu, KCl, SmCl3) Napromienianie tarcz uranowych do produkcji molibdenu-99 (Covidien) Badania fizyczne na wylotach kanałów poziomych Szkolenie studentów i upowszechnianie wiedzy o atomistyce 15

Rys. 1. Harmonogram pracy reaktora MARIA w 2012 16

Rys. 2. Zestawienie ilości napromieniań w reaktorze MARIA 17

Reaktor MARIA stanowi ważne ogniwo w łańcuchu dostaw radiofarmaceutyków dla światowej medycyny nuklearnej. W okresie grudzień 2012 marzec 2013 dostawy Mo-99 z reaktora MARIA stanowią ok. 15% światowego zapotrzebowania. Na wylotach kanałów poziomych prowadzone są badania: kinetyki namakania i procesu schnięcia w materiałach porowatych, rozpraszania neutronów w kompozytach polimerowo-grafitowych, uporządkowania bliskiego zasięgu w stopie Mn-Ni-Cu, nano-niejednorodności proszku dwutlenku tytanu. 18

Rys. 3. Schemat aparatury eksperymentalnej 19

W celu zwiększenia możliwości wykorzystania reaktora do badań fizycznych wymagana jest odbudowa aparatury na wylotach kanałów poziomych. NCBJ planuje uruchomienie dwóch dużych programów: zimne źródło neutronów i źródło pozytronowe. W ramach szkolenia studentów w reaktorze MARIA prowadzone są ćwiczenia z zakresu fizyki i dozymetrii reaktorowej: pomiary aktywacyjne strumieni neutronów termicznych i prędkich, rozruch reaktora i pomiary reaktywności prętów regulacyjnych, pomiary uwolnień gazów i aerozoli z reaktora MARIA do otoczenia, pomiary oporów hydraulicznych w kanale paliwowym, 20

modelowanie efektu zatrucia z zastosowaniem symulatora reaktora, pomiary skażeń w pomieszczeniach technologicznych, standardowe wyposażenie dla pomiarów radiologicznych, dozymetria neutronowa. W ramach upowszechniania wiedzy o atomistyce reaktor MARIA odwiedziło w 2012 roku ok. 5 000 uczniów i studentów. 21