Исследование тяжёлых аварий на АЭС
Продукция - Исследование тяжелых аварий: Расплав

Особенно остро проблема исследований тяжелых аварий на АЭС поднялась после аварии на Чернобыльской атомной электростанции в 1986 году, на которой произошло разрушение реактора, плавление активной зоны и поступление образовавшегося расплава за барьеры безопасности. Для исключения повторения подобных катастроф, руководствуясь принципом глубокоэшелонированной защиты АЭС, во ФГУП «НИТИ им. А.П. Александрова» был развернут комплекс работ по исследованию тяжелых аварий. В кратчайшие сроки был создан уникальный комплекс установок «Расплав», позволяющий проводить экспериментальные исследования на химически прототипных тяжелым авариям расплавах при условиях по теплофизическим параметрам, отвечающих условиям аварийного реактора. В основе работы установок комплекса лежит метод индукционной плавки и длительного удержания в холодном тигле химически агрессивных высокотемпературных расплавов, аналогичных расплаву активной зоны ядерного реактора (кориума).

Комплекс работ по исследованию тяжёлых аварий включает в себя:

  • экспериментально-расчетное исследование процессов взаимодействия кориума с конструкционными и функциональными материалами ЯЭУ и АЭС;
  • разработка и исследование материалов и технологий, предназначенных для повышения уровня безопасности АЭС;
  • изготовление модельных образцов высокотемпературных материалов (в том числе модельного кориума) методом индукционной плавки в холодном тигле заинтересованным предприятиям.

На комплексе экспериментальных установок «Расплав» проводятся работы, которые охватывают практически все аспекты тяжелых аварий и в процессе этих работ открыты и исследованы явления, имеющие принципиальное значение для понимания тяжелоаварийных процессов. Для оценки и обобщения полученных экспериментальных результатов используются расчетные модели и коды собственной разработки предприятия.

Научно-исследовательские работы ведутся совместно с известными научными и образовательными учреждениями СПбГЭТУ «ЛЭТИ», СПбГТИ (ТУ), ИХС РАН, ФТИ им. А.Ф. Иоффе, АО «Радиевый институт им. В.Г. Хлопина», АО «Атомпроект», ИБРАЭ РАН по заказу отечественных и международных организаций.

Характеристики установок
Метод удержания расплава Индукционная плавка в холодном тигле (ИПХТ)
Установки Расплав-2, Расплав-2с, Расплав-3, Расплав-4, Расплав-5
Установленная мощность, кВт 25-260
Частота тока при нагреве, МГц 0.01-5.28
Масса расплава в тигле, кг 0.1-10
Температура расплава, °С Ar, N2, He, Ar/H2, воздух, пар и их смеси
Состав расплава оксидные (включая расплавы с высоким электросопротивлением), металлические, карбидные, нитридные и смешанные системы включая прототипные тяжелым авариям расплавы (содержащие U)
Возможные манипуляции с расплавом Закалка, охлаждение с заданной скоростью, вытяжка тигля из индуктора, слив расплава

«Кристаллизация расплава в системе UO2-SiO2»

«Слив расплава кориума на стальное основание»

«Подача воды на поверхность расплава оксидного кориума»

«Взаимодействие жертвенного материала с расплавом»

Базируясь на тридцатилетнем опыте выполнения экспериментальных исследований высокотемпературных процессов ФГУП «НИТИ им. А.П. Александрова» готово к решению следующих задач:

  • исследованию высокотемпературных процессов и устойчивости различных материалов в условиях экстремально высоких температур и градиентов тепловых потоков;
  • созданию новых материалов, отвечающих современным требованиям атомной энергетики;
  • созданию новых технологий, обеспечивающих повышение уровня безопасности АЭС.