Výzkumná infrastruktura > Výzkumný reaktor LVR-15
Výzkumný reaktor LVR-15
Historie
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
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