Výzkumný reaktor LVR-15

Historie

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

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

Provozní podmínky

Palivo

Řízení výkonu

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.