Исследовательский реактор СМ-2- пример достижения максимально возможных значений плотностей нейтронных потоков. Направления науч

потоков быстрых и тепловых нейтронов.

На СМ-2 предполагалось проводить следующие работы:
I) получение новых трансурановых элементов;
2) изучение делящихся и конструкционных материалов в потоках нейтронного и гамма-излучений при температурах от 20 до 2000 К в различных средах (газ, вода под давлением от 5 до 135 МПа, жидкий металл и т.д.);
3) исследование спектров промежуточных нейтронов методами спектрометрии;
4) изучение спектров n - γ реакции;
5) изучение изотопов с малым периодом полураспада;
6)исследования по нейтронографии.

лучших в мире исследовательских реакторов для проведения реакторных испытаний в высоких нейтронных потоках. Максимальная плотность потока достигла рекордного уровня 3,3*1015 тн/см2с.
Высокая плотность потока тепловых нейтронов позволяет быстро накапливать трансураны.
Высокая плотность потока быстрых нейтронов позволяет проводить исследования материалов при облучении интегральным потоком 1022 н/см2 и выше за сравнительно короткое время (несколько месяцев), на других реакторах это время составляет годы.

Крышка

Корпус

Входной патрубок

Выходной патрубок

ТВС

Центральная полость

Бериллиевый отражатель

Входной патрубок
системы охлаждения
межкорпусных
поверхностей

дополнительные экспериментальные каналы (ДЭК)
20,22,27,28: местоположение
безканальных сборок (БКС)

ТВС

Блок отражателя

Картограмма активной зоны реактора СМ-2

Все каналы с автономным охлаждением имеют выход через крышку реактора в реакторный зал, через промежуточное надреакторное помещение, отделенное от зала бетонной защитой с отверстиями под пробки. Каналы в верхней части имеют герметичное уплотнение, позволяющее автономно извлекать устройства из каналов с помощью дистанционно-управляемого крана. Сборки могут быть помещены на выдержку в хранилище с водой или могут перебираться в защитной камере. Время перегрузки занимает от 20 до 40 минут. Защита реакторного зала позволяет производить перегрузки в процессе работы реактора при активности на сборках до 105 кюри.
При проведении внутриреакторных испытаний СМ-2 обладает следующими преимуществами:
I) интенсивные потоки нейтронного и гамма-излучения с различным спектральным составом;
2) высокие тепловыделения от гамма-излучения, что позволяет проводить испытания на конструкционных материалах без подогрева.

тепловых нейтронов измерялся при стационарной мощности реактора
50 МВт.
- в центральном канале измерения потока нейтронов проводились на его периферии и в центре.
-заполнение канала влияет на значение нейтронного потока и определяет температурный режим облучательного устройства, помещенного в экспериментальный канал.
-БКС- Без канальная сборка-устройство (объём), заполненное теплоносителем, в которое может устанавливаться экспериментальный канал.
ДЭК- Дополнительный (но не штатный), экспериментальный канал.

для получения трансурановых элементов ( центральный и два канала в отражателе);
- два низкотемпературных канала с водяным охлаждение используются для материаловедческих работ. Контур предусматривает охлаждение водой при температуре 30 °С при давлении 5 МПа ;
- два высокотемпературных канала охлаждаются водой под давлением 35 МПа с расходом 80 т/ч и температурой воды на входе 400 °С, они используются для испытания твэлов;

Заполнены газом или иной средой (2,3,4,5,7,12,13,16):
- пять каналов с газовым охлаждением для изучения делящихся материалов; охлаждение может осуществляться гелием при давлении 3-5 МПа и расходе 350 кг/ч.;
- один канал может охлаждаться жидким гелием или водородом для изучения повреждаемости материалов при низких температурах;
- канал с газовым охлаждением для испытаний при температурах до 2000 К;
- канал с жидкометаллическим теплоносителем для изучения поведения теплоносителей при температурах до 1000 К.

зоне и отражателе (среднее 1,6 МВт/л, максимальное 4,8 МВт/л).

Спектр нейтронов в активной зоне жесткий,
а интенсивности высоки.
Наблюдается всплеск потока тепловых нейтронов
в центре реактора и в отражателе.
Поток быстрых и промежуточных нейтронов максимален и почти постоянен в активной зоне и падает в центральной и зоне отражателя.
Поток быстрых нейтронов уменьшается по высоте активной зоны .
Тепловыделение в материалах, связанное с поглощением
гамма-квантов, постоянно в замедляющей полости
и активной зоне и уменьшается в зоне отражателя.
Тепловыделения по высоте уменьшаются по логарифмическому закону.

отражателем из окиси бериллия. Активная зона, образованная из 28 кассет сечением 70*70 мм с пластинчатыми твэлами дисперсионного типа и высокоразвитой поверхностью охлаждения, установлена в корпусе реактора и работает при давлении 50 атм. Твэлы, содержащие уран 90% обогащения, покрыты никелевыми оболочками. В каждой кассете устанавливается 54 трёхслойных пластинчатых элемента толщиной 0,8 мм( сердечник толщиной 0,5 мм и оболочки по 0,15 мм).