15.2.1 Испытания на воздействия импульсных потоков нейтронов

 

Испытаниям на воздействия импульсных потоков нейтронов подвергаются изделия, которые должны сохранять работоспособность во время и/или после воздействия ядерного взрыва. Для таких испытаний используются импульсные исследовательские ядерные реакторы, которые представляют собой активную зону из критической сборки радиоактивного вещества в виде цилиндра. Импульсная работа реактора осуществляется путем быстрого введения в активную зону специального стержня из делящегося материала. Спектр нейтронов импульсных ядерных реакторов близок к спектру деления ядер урана U²³⁵.

При испытаниях ЭС на импульсных ядерных реакторах решаются следующие основные задачи:

- определение наличия и вида обратимых отказов и степени необратимых изменений параметров ЭС при требуемом потоке нейтронов в течение одного импульса;

- оценка времени потери (восстановления) работоспособности ЭС.

Особенности размещения ЭС обуславливаются двумя обстоятельствами. Во-первых, ЭС располагают вблизи активной зоны, т.к. поток нейтронов обратно пропорционален квадрату расстояния от центра активной зоны, поэтому поток нейтронов регулируют расстоянием от испытуемого ЭС до активной зоны. Во-вторых, с помощью охлаждающих экранов стремятся предотвратить попадание на ЭС потоков теплового и гамма-излучения.

При оценке результатов испытаний необходимо учитывать следующие:

- при испытании крупногабаритных ЭС в силу ограничения импульсных реакторов по мощности в ряде случаев требуемый поток нейтронов набирается за несколько импульсов, поэтому необходимо суммировать дозы за каждый импульс (с учетом восстановления параметров между импульсами);

- спектрально-энергетические характеристики нейтронов исследовательских ядерных реакторов и в условиях эксплуатации могут существенно различаться. Это различие учитывается коэффициентами относительной эффективности действия нейтронов с различными энергетическими спектрами;

- показания дозиметров могут содержать погрешность вследствие воздействия гамма-излучения, которое вносит также дополнительные изменения в параметры изделия, что необходимо учитывать при введении соответствующих поправок.

Следует отметить, что ЭС после испытаний становятся радиоактивными, поэтому они, как правило, подлежат уничтожению.

 

15.2.2 Испытания на воздействие непрерывных потоков нейтронов

 

Испытаниям на воздействие непрерывных потоков нейтронов подвергаются ЭС, на которые в условиях эксплуатации воздействуют потоки нейтронов от ядерных энергетических реакторов или протонных источников (в частности приборы, используемые в нейтронных методах дефектоскопии).

Для этих испытаний применяют, как правило, водоводяные реакторы бассейного типа на тепловых нейтронах, так как они отличаются от других реакторов сравнительно большим отношением потока быстрых нейтронов к потоку тепловых нейтронов.

При этих испытаниях используются те же правила размещения испытуемых ЭС и оценка результатов, что и при испытаниях на импульсное воздействие потоков нейтронов.

В соответствующем разделе методики испытаний формулируется, какая из перечисленных ниже задач решается в результате испытаний:

- определение закономерностей изменения технических характеристик ЭС в зависимости от потока нейтронов;

- установление параметров ЭС, наиболее чувствительных к воздействию нейтронов;

- определение степени изменения значений параметров ЭС при воздействии различных потоков нейтронов;

- определение потока нейтронов, при котором изменение значений параметров ЭС находится в пределах установленных норм.

При определении характеристик потока нейтронов учитывается, что длительное действие нейтронов большой интенсивности может привести к радиационному перегреву ЭС. В связи с этим при испытаниях значение плотности потока нейтронов выбирается из диапазона 10⁸…10¹¹ нейтр*см^–2*с^–1. Если требуется большее значение плотности потока нейтронов, необходимо предусматривать принудительное охлаждение ЭС, например с помощью обдува.