Výzkumná infrastruktura > Výzkumný reaktor LVR-15

Výzkumný reaktor LVR-15

Historie

Hala LVR-15

Hala LVR-15

V roce 1957 byl v Ústavu jaderné fyziky ČSAV v Řeži u Prahy spuštěn první výzkumný reaktor v tehdejší ČSSR, reaktor VVR-S o tepelném výkonu 2 MW. Ten úspěšně pracoval až do roku 1987. V letech 1988–1989 byla provedena rekonstrukce reaktoru VVR-S na LVR-15. Projekt rekonstrukce byl připraven na začátku osmdesátých let a cílem bylo zvýšení výkonu a bezpečnosti provozu. V červnu 1989 byl reaktor fyzikálně spuštěn a v červenci proběhlo energetické spouštění na výkonu do 10 MWt. V srpnu 1989 byl zahájen zkušební provoz, který byl ukončen v květnu 1995, poté byl zahájen provoz trvalý.

Popis reaktoru

Schéma LVR-15

Schéma LVR-15

Reaktor LVR-15 je výzkumný lehkovodní reaktor tankového typu umístěný v beztlakové nerezové nádobě pod stínicím víkem, s nuceným chlazením, s palivem typu IRT-4M a s provozním tepelným výkonem do 10 MW. Reaktor je provozován po kampaních. Obvykle je provozován 3 týdny nepřetržitě s následující přestávkou 10–14 dní na údržbu a výměnu paliva nebo v nestandardních kampaních pro krátkodobé experimenty podle požadavků experimentátorů. Moderátorem i chladivem je demineralizovaná voda, reflektor je tvořen podle provozní konfigurace buď vodou, nebo bloky berylia.

 

Technické parametry

Nádoba reaktoru

Průměr 2300 mm
Výška 5760 mm
Tloušťka stěny 15 mm
Tloušťka dna 20 mm
Objem vody v nádobě 22 m3
Hmotnost nádoby bez vody 7900 kg

Provozní podmínky

Maximální tepelný výkon 10 MW
Maximální tepelný tok 1014 n×cm-2s-1
Tlak atmosférický
Teplota max. 56 °C

Palivo

Typ IRT-4M – trubkový, sendvičový
Aktivní délka 600 mm
Pokrytí Al
Palivové jádro UO2 + Al
Obohacení 19,75 % U235

Řízení výkonu

Regulační tyče 12 ks, 3 skupiny: kompenzační (8)
bezpečnostní (3)
automatický regulátor (1)
Absorbátor B4C

Využití reaktoru LVR-15

LVR-15 je výzkumné jaderné zařízení využívané pro potřeby výzkumu a průmyslu v těchto oblastech:

  • Materiálový výzkum, např. ozařování materiálů tlakové nádoby reaktoru,
  • korozní zkoušky materiálů primárního okruhu a vnitřních vestaveb reaktoru prováděné v experimentálních smyčkách a sondách,
  • testy vodních režimů primárních okruhů jaderných elektráren,
  • neutronová aktivační analýza (používaná ke stanovení složení látek),
  • výroba a vývoj nových radiofarmak,
  • výroba polovodičů neutronovým legováním křemíku pro elektrotechnický průmysl (dopování křemíku fosforem s využitím ozařování neutrony výrazně zlepšuje měrný elektrický odpor oproti jiným metodám),
  • ozařovací služby (výroba radioizotopů – 99Mo-99mTc, 113Sn-113mIn, 188W-188Re),
  • základní výzkum vlastností materiálů na horizontálních kanálech (neutronová fyzika a fyzika pevné fáze),
  • neutronová záchytová terapie (využití svazku epitermálních neutronů pro lékařské účely).

Svazky neutronů vyváděné z reaktoru horizontálními kanály využívají vědečtí pracovníci z Ústavu jaderné fyziky AV ČR, v.v.i. a FJFI ČVUT pro následující experimenty:

  • Neutronové měření struktur a textur při normálních, vysokých i velmi nízkých teplotách,
  • neutronové hloubkové profilování, studium okamžitého záření gama z radiačního záchytu neutronů,
  • neutronová optika, neutronová topografie,
  • měření textur v polykrystalických kovových materiálech,
  • studium strukturálních nehomogenit metodou difrakce, maloúhlového rozptylu neutronů,
  • neutronová interferometrie,
  • studium lokálních napětí v polykrystalických materiálech.

Ozařovací služby na reaktoru LVR-15 a na svazku s epitermálními neutrony

Ozařovací služby na reaktoru LVR-15 a na svazku s epitermálními neutrony nabízejí:

  • Návrh ozařovacího pracoviště zahrnující zdroj neutronů, moderaci a filtraci neutronů, geometrické uspořádání svazku podle konkrétních podmínek a stínění na základě výpočtu transportu neutronů a fotonů,
  • ozařování materiálových vzorků na svazku epitermálních neutronů (hustota toku 7×108 n.cm2.s-1) při experimentálně ověřených podmínkách s možností ohřevu vzorků do teploty 300 °C,
  • ozařování vzorků ve vertikálních kanálech reaktoru LVR-15,
  • ozařování vzorků štěpnými neutrony ve svislých ozařovacích kanálech umístěných v beryliových a vodních vytěsnitelích,
  • výroba neutronově legovaného křemíku – ozařování křemíkových monokrystalů v zařízení DONA,
  • manipulace a technologické operace se zdroji IZ v horkých komorách reaktoru LVR-15,
  • překládání zdrojů IZ z jednoho obalového souboru do jiného,
  • vizuální kontrola zdrojů IZ,
  • měření dávkového příkonu v definované vzdálenosti od zdroje IZ,
  • další manipulace se zdroji IZ podle konkrétních požadavků zákazníka.

Materiálový ozařovací výzkum a služby

Materiálový ozařovací výzkum a služby poskytují:

  • Ozařovací experimenty zaměřené na výzkum chování materiálů a vlivu chemických parametrů a radiace,
  • studium chování konstrukčních materiálů ve vodním prostředí za současného vlivu chemických parametrů a radiace,
  • studium kompatibility a korozního chování konstrukčních materiálů v různých prostředích (héliu, tekutých kovech a roztavených solích),
  • provedení experimentů v příslušných experimentálních zařízeních výzkumného reaktoru LVR-15 včetně průběžného monitorování experimentálních podmínek (termohydraulických, chemických a radiačních),
  • hodnocení korozního chování konstrukčních materiálů v parovodních okruzích a tekutých kovech,
  • hodnocení mechanizmu lokálního a plošného poškození a charakteru korozního napadení v provozních podmínkách,
  • stanovení mechanizmu korozního poškození v modelových provozních podmínkách v závislosti na úrovni mechanického namáhání složení vodního prostředí,
  • hodnocení korozního chování materiálu pokrytí paliva včetně měření vířivými proudy.

Virtuální prohlídka haly LVR-15