Введение
Мировое сообщество к настоящему времени имеет многолетний (более 40 лет) опыт эксплуатации всевозможных установок для пи-коволновой (радиационной) обработки материалов и изделий. Почти в 60 странах мира действуют несколько сотен таких установок, большинство из которых используется для обработки пищевой, медицинской и сельскохозяйственной продукции, полимеров, парфюмерии и т. д. Основным гамма-излучателем этих установок является радионуклид кобальта - Со-60, характеризующийся высоким значением гамма-постоянной Ку = 13,2, периодом полураспада 5,27 года и стоимостью 1,0.. .1,5 долларов США за 1 кюри активности. Снижение дефицита и существенное, в 2-5 раз, снижение стоимости сооружения и эксплуатации таких установок может быть достигнуто путем замены Со-60 на более дешевый радионуклид. Таковыми являются радионуклиды европия: Eu-152 и Eu-154, характеризующиеся большими периодами полураспада 13,54 и 8,59 лет и хорошими значениями гамма-постоянной 6,35 и 6,7, соответственно.
Конструкции и характеристики источников
В НИИАР были разработаны несколько вариантов конструкции источников на основе радионуклидов европия.
В вариантах № 1, 2 источники представляют собой протяженную герметичную конструкцию (рис. 1, 2).
В герметичную капсулу из коррозионно-стойкой стали помещаются поглощающие элементы (ПЭЛы) стержней регулирования ядерных реакторов, отработавших заданный ресурс. В ПЭЛах содержатся образовавшиеся в процессе облучения природных изотопов европия радионуклиды 152Eu, 154Eu, 155Eu, в форме оксидов [1].
Характеристики источников вариантов 1, 2 представлены в таблице 1.
Разработана конструкция источника, в котором сердечник выполнен из мехсмеси Со-60+Еи2О3 (вариант 3, рис. 3).
Проведено испытание макетов источников всех вариантов конструкции в специализированном испытательном Центре. Испытания подтвердили соответствие источников следующим классам прочности и надежности:
температура - 5 (от -60 до +250°С);
влажность - 4 (относительная влажность до 98 % при температуре до 60 °С);
давление - 3 (от 25 до 500 кПа);
удар - 2 (максимальное ускорение до 150 м/с2, длительность импульса до 30 мс);
вибрация - 2 (частота от 5 до 500 Гц, амплитуда ускорения от 5 до 150 м/с2).
Испытания подтвердили соответствие источников радиоактивному веществу особого вида и получены соответствующие сертификаты разрешения.
Были проведены расчеты оптимизации гамма-источника с учетом следующих критериев: количество стержней, мощность экспозиционной дозы, самопоглощение, наружный диаметр трубы. В табл. 2 представлены результаты оптимизационных расчетов. В трубе 0 90,0 мм размещается несколько трубок Ø 12,0 мм, внутри которых находятся или один поглощающий элемент реактора БН-600 09,0 мм или три поглощающих элемента реактора СМ-2 0 4,1 мм. Из табл. 2 следует, что оптимальное значение числа трубок Ø 12,0 мм находится в диапазоне 15-18 шт. [2]
В защитных камерах горячей лаборатории НИИАР отработана технология дистанционной загрузки облученных пэлов реакторов СМ-2 и БН-600 в оболочку 012,0x1,0 мм, в том числе в 1 оболочку - по 4 пэла реактора СМ-2, или в 1 оболочку по 1 пэлу реактора БН-600.
Заключение
Разработана конструкция и технология изготовления нового вида источника гамма-излучения на основе радионуклидов европия. Сердечником источника могут быть как отработавшие стержни регулирования реакторов, так и направленно облученные в исследовательских или в энергетических быстрых реакторах.
Списко литературы
- Рисованый В.Д., Клочков Е.П., Поно-маренко В.Б., Захаров А.В. Европий в ядерной технике. Димитровград, НИИАР, 1998
- Рисованый В.Д., Клочков Е.П., Поно-маренко В.Б., Захаров А.В. Европий в ядерной технике. Димитровград-2004, НИИАР. 2-ое издание переработанное
Библиографическая ссылка
Клочков Е.П., Рисованый В.Д. ИСТОЧНИК ГАММА-ИЗЛУЧЕНИЯ НА ОСНОВЕ РАДИОНУКЛИДОВ ЕВРОПИЯ // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2010. – № 9. – С. 128-131;URL: https://applied-research.ru/ru/article/view?id=949 (дата обращения: 19.04.2024).