Bài giảng Nguyên tử hạt nhân - Chương 5: Lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt - Nguyễn Nhị Điền
? 1960 - khởi công xây dựng lò TRIGA Mark II tại Đà Lạt
•? 26/2/1963 - Lò TRIGA đạt trạng thái tới hạn lần đầu
•? 4/3/1963 - Lò TRIGA được đưa vào hoạt động chính thức
ở công suất 250 kW
•? Từ 1963-1968 - LPƯ được vận hành với 3 mục tiêu: huấn
luyện cán bộ (Training), nghiên cứu khoa học (Research) và
sản xuất đồng vị phóng xạ (Isotope Production)
•? Từ 1968-1974 - LPƯ tạm ngừng hoạt động do chiến tranh
•? Sau Hiệp định Paris được ký kết vào năm 1973, giai
đoạn 1974-1975, nhiên liệu của LPƯ được lấy ra khỏi vùng
hoạt và chuyên chở trả về Hoa kỳ. LPƯ hoàn toàn không còn
khả năng hoạt động.
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Nguyên tử hạt nhân - Chương 5: Lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt - Nguyễn Nhị Điền", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
Tóm tắt nội dung tài liệu: Bài giảng Nguyên tử hạt nhân - Chương 5: Lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt - Nguyễn Nhị Điền
1Chương 5 LỊ PHẢN ỨNG HẠT NHÂN ĐÀ LẠT PGS TS Nguyễn Nhị Điền Đà Lạt, 2014 Viện NCHN, Đà Lạt 11/2014 2• 1960 - khởi công xây dựng lò TRIGA Mark II tại Đà Lạt • 26/2/1963 - Lò TRIGA đạt trạng thái tới hạn lần đầu • 4/3/1963 - Lò TRIGA được đưa vào hoạt động chính thức ở công suất 250 kW • Từ 1963-1968 - LPƯ được vận hành với 3 mục tiêu: huấn luyện cán bộ (Training), nghiên cứu khoa học (Research) và sản xuất đồng vị phóng xạ (Isotope Production) • Từ 1968-1974 - LPƯ tạm ngừng hoạt động do chiến tranh • Sau Hiệp định Paris được ký kết vào năm 1973, giai đoạn 1974-1975, nhiên liệu của LPƯ được lấy ra khỏi vùng hoạt và chuyên chở trả về Hoa kỳ. LPƯ hoàn toàn không còn khả năng hoạt động. CÁC ĐIỂM MỐC THỜI GIAN Viện NCHN, Đà Lạt 11/2014 3 Theo QĐ số 64/CP ngày 26/4/1976, ngành hạt nhân được thành lập và được giao quản lý Trung tâm Nghiên cứu Nguyên tử Đà Lạt mà thiết bị chính là LPƯ TRIGA Mark II 9/10/1979 - Hợp đồng số 85-096/54100 về khôi phục LPƯ được đại diện hai nước Việt Nam và Liên xô ký kết 15/3/1982 - khởi công xây dựng công trình khôi phục & mở rộng LPƯ hạt nhân Đà Lạt (gọi là lò IVV-9) 01/11/1983 - Lò IVV-9 đạt trạng thái tới hạn lần đầu với nhiên liớu ớớgiớu cao 36% U-235 20/3/1984 - LPƯ hoạt động chính thức ở công suất 500kW Từ 13/2/1985 - sau 1 năm bảo hành, 3 chuyên gia cuối cùng của Liên xô về nước. Viện NCHN hoàn thành đảm nhận công tác vận hành và khai thác LPƯ. Viện NCHN, Đà Lạt 11/2014 Viện NCHN, Đà Lạt 11/2014 4 Tháng 2/2004 ớbớt ớớu tham gia dớ án RRRFR (Russ ian Research Reactor Fue l Re turn) ớớchuyớn ớới nhiên liớu vùng hoớt tớ sớ dớng nhiên liớu ớớgiớu cao (HEU ớHighly Enriched Uranium, 36% U-235) sang ớớgiớu thớp (LEU ớLow Enriched Uranium, 19.75% U-235). Tớ ngớy 12/9/2007 ớLị phớn ớng hoớt ớớng với vùng hoớt hớn hớp nhiên liớu HEU vớ LEU. Ngớy 30/11/2011 ớLPớ ớớt trớng thái tới hớn lớn ớớu với cớu hình 72 bĩ nhiên liớu LEU. Ngớy 9/01/2012 ớLPớ ớớt mớc 100% cơng suớt danh ớớnh vớ vớn hớnh thớ nghiớm 72 giớ khơng tới. Tuớn 12-16/3/2012 ớthớc hiớn ớớt vớn hớnh lị 108 giớ tới cơng suớt 500 kW ớớu tiên với nhiên liớu LEU. 5CẤU TRÚC CỦA LỊ PHẢN ỨNG 3D-View of the Dalat Research Reactor Viện NCHN, Đà Lạt 11/2014 6~ 6840 mm Concrete shielding Door plug Thermal column door Graphite Rotating top lid Extracting well Pool tank Spent fuel storage tank A ~ 2000 mm (ex bulk-shielding experimental tank) cylindrical shell Upper Core TiÕt diƯn c¾t ®øng Beam port # 1 Beam port # 2 Beam port # 3 Beam port # 4 Core Thermalizing column (closed) Thermal Column Pool tank wall Spent fuel storage tank Concrete shielding Graphite reflector door Column Bellows assembly Stainless steel Aluminum TiÕt diƯn c¾t ngang Viện NCHN, Đà Lạt 11/2014 7- Là loại LPƯ nghiên cứu dạng bể bơi. Dùng nước thường để làm chậm nơtron và làm nguội vùng hoạt. - Vùng hoạt đặt trong thùng lò dưới độ sâu khoảng 5m nước. Thùng lò có dạng hình trụ (cao 6.25m, đường kính 2m), chứa khoảng 18m3 nước cất. - Trớớc tháng 9/2007, vùng hoạt chứa 104 bó nhiên liệu HEU, mỗi bó chứa khoảng 40g U- 235 với độ giàu 36%. Tớtháng 9/2007, vùng hoớt hớn hớp gớm 98 bó HEU vớ 6 bĩ LEU ớớ giớu 19,75% chớa khoảng 50g U- 235, vớ tớtháng 7/2009, vùng hoớt gớm 92 bĩ HEU vớ 12 bó LEU từ 7/2009. 1. GiÕng hĩt vµ kÕt cÊu gi¸ ®ì vïng ho¹t 2. C¸c kªnh ®Ỉt c¸c ®Çu dß neutron 3. VÞ trÝ ®Ĩ nhiªn liƯu t¹m thêi 4. èng dÉn; 5. Kh«ng gian ®Ĩ níc ®èi lu 7 4 0 1 2 2 2 3 2 2 5 4 5 Gi¸ ®ì tÇng trung gian trong bĨ lß Viện NCHN, Đà Lạt 11/2014 8 Thïng Lß ph¶n øng: • Thïng lß ®ỵc gi÷ l¹i tõ lß TRIGA tríc ®©y, cã ®êng kÝnh ngoµi kho¶ng 2 m, chiỊu cao 6,25 m, ®é dµy tèi thiĨu 6,2 mm. • Thïng lß ®ỵc che ch¾n b»ng bª-t«ng xung quanh. CÊu trĩc che ch¾n: • KÕt cÊu bª t«ng cèt thÐp cã chiỊu dµi 8,6 m vµ chiỊu cao tÝnh tõ sµn nhµ lß kho¶ng 6,55 m. • Chç cã chiỊu dµy tèi thiĨu trong kÕt cÊu che ch¾n theo chiỊu híng t©m tõ trong vïng ho¹t ra ngoµi lµ 2,5 m. • CÊu trĩc che ch¾n cđa Lß ph¶n øng theo d¹ng bËc thang nªn phÇn ®¸y cã chiỊu réng kho¶ng 6,69 m trong khi ë phÝa trªn cã h×nh b¸t gi¸c víi chiỊu réng kho¶ng 3,81 m. • Mét tÊm thÐp nỈng 3,6 tÊn, dµy 15 cm ®ỵc dïng ®Ĩ che ch¾n phãng x¹ bỉ sung phÝa n¾p thïng lß. Viện NCHN, Đà Lạt 11/2014 9MỈt c¾t ngang vïng ho¹t lß ph¶n øng (Cấu hình 104 HEU, trước 9/2011): BÉy n¬tron Vµnh ph¶n x¹ Graphite M©m quay 40 hèc chiÕu 31.75 Thanh nhiªn liƯu Thanh ®iỊu khiĨn (Boron Carbide) Thanh tù ®éng Khèi Beryllium C¸c kªnh chiÕu mÉu Viện NCHN, Đà Lạt 11/2014 10 MỈt c¾t ngang vïng ho¹t lß ph¶n øng (Cấu hình 92 BNL LEU, từ 12/2011): Bẫy nơtron Màu cam là các BNL đã cháy một phần (nạp vào lị từ 9/2007 và từ tháng 7/2009).SR SR ShR ShR ShR ShR RgR Viện NCHN, Đà Lạt 11/2014 11 BĨ chøa níc sù cè ThiÕt bÞ trao ®ỉi nhiƯt M¸y b¬m M¸y b¬m 6 1 5 2 4 4 3 Thïng lß GiÕng hĩt Vïng ho¹t Vµnh ph¶n x¹ Kªnh ngang S¬ ®å nguyªn lý cđa hƯ t¶i nhiƯt vßng 1: - Nớớc ới tớ dớới lên - Nớớc tới nhiớt khơng lớy trớc tiớp tớ vùng hoớt - Chớ gớn 50% (khoớng 22 m3/h) nớớc ới qua vùng hoớt. ớới lớu tớ nhiên qua vùng hoớt. Viện NCHN, Đà Lạt 11/2014 12 Primary Cooling Sys. Purification Sys. Secondary Cooling Sys. Ventilation Sys. Water Supply Sys. Sump nguyªn lý hƯ t¶i nhiƯt 2 vßng: Viện NCHN, Đà Lạt 11/2014 13 Bĩ nhiªn liƯu lo¹i WWr-m2 Mỗi bĩ nhiên liệu cĩ cấu tạo từ 3 lớp hình ống đồng trục: 2 ống bên trong hình trụ trịn, ống ngồi cùng hình lục giác, vỏ bọc được làm bằng hợp kim Al-U. Viện NCHN, Đà Lạt 11/2014 14 8 10 865 822 600 24 4333 A B D A B C C D E E 42 32 CC 11 22 32 DD 11 3 2.5 EE 22 27 Fuel Cladding (Al) Fuel Meat (U-Al) CÊu trĩc chi tiÕt cđa bã nhiªn liƯu lo¹i WWR-M2: Viện NCHN, Đà Lạt 11/2014 15 NHIÊN LIỆU LÒ PHẢN ỨNG: - 2 loới nhiên liớu: nhiên liớu HEU 36% lớ hớp kim U-Al vớ nhiên liớu LEU 19.75% lớ UO2+ Al (khuớch tán UO2 lên nớn nhơm). - Lõi nhiên liớu HEU dớy 0.7 mm. Lõi nhiên liớu LEU dớy 0.94 mm. ớớớc bao bớc bới 2 lớp nhơm bớo vớ, mới lớp dớy 0.9 mm với nhiên liớu HEU vớ 0.78mm với nhiên liớu LEU. - Khoớng khơng gian giớa các thanh nhiên liớu ớớ cho nớớc lớu thơng. - Tớng ớớ dới toớn bĩ nhiên liớu lớ 865 mm, riêng ớớ dới phớn chớa nhiên liớu lớ 600 mm. Viện NCHN, Đà Lạt 11/2014 16 Parameter VVR-M2 HEU VVR-M2 LEU Enrichment, % 36 19.75 Average mass of 235U in FA, g 40.20 49.70 Fuel meat composition U-Al Alloy UO2+Al Uranium density of fuel meat, g/cm3 1.40 2.50 Cladding material Al alloy (SAV-1) Al alloy (SAV-1) Fuel element thickness (fuel meat and 2 cladding), mm 2.50 2.50 Fuel meat thickness, mm 0.70 0.94 Each cladding thickness, mm 0.90 0.78 Các thơng số của 2 loại nhiên liệu WWR-M2: Viện NCHN, Đà Lạt 11/2014 17 Cơng suất nhiệt danh định: 500 kW Chất làm nguội và làm chậm: Nước thường (H20) Kích thước và cấu hình của vùng hoạt của lị: •- Hình trụ, đường kính 44.2 cm, cao 60 cm •- Cấu hình 88, 92, 89 bĩ nhiên liệu (4/1984- 4/1994), 100 bĩ (4/1994-3/2002), 104 bĩ (3/2002-10/2006), 106 bĩ (11/2006-9/2007), 98 HEU + 6 LEU (từ 9/2007), 92 HEU + 12 LEU (từ 7/2009), 92 LEU (từ 12/2011). •- 7 thanh điều khiển gồm: + 2 thanh an tồn (B4C): 5.36$ + 4 thanh bù trừ (B4C): 11.26$ + 1 thanh điều chỉnh tự động (thép khơng rỉ): 0.49$ - Vành phản xạ bằng Beryllium và Graphite CÁC ĐẶC TRƯNG CƠ BẢN: Viện NCHN, Đà Lạt 11/2014 18 C¸c th«ng tin chung cđa LP¦ h¹t nh©n §µ L¹t Th«ng sè Mô tả Lß phản øng Lo¹i bĨ b¬i C«ng suÊt danh ®Þnh 500 kW Th«ng lỵng neutron (nhiƯt, cùc ®¹i) 2×1013 n¬tron/cm2.s Nhiªn liƯu Lo¹i VVR-M2 , d¹ng èng PhÇn thÞt cđa nhiªn liƯu Hỵp kim Al-U, ®é giµu 36% Hỵp kim Al-UO2, ®é giµu 19,75% Vá bäc cđa nhiªn liƯu Hỵp kim nh«m ChÊt lµm chËm Níc nhĐ ChÊt phản xạ Graphite, beryllium vµ níc nhĐ ChÊt lµm nguéi Níc nhĐ C¬ chÕ lµm nguéi vïng ho¹t Đối lu tù nhiªn C¬ chÕ tải nhiƯt Hai vòng níc lµm nguéi VËt liƯu che ch¾n Bª-t«ng, níc vµ n¾p thÐp C¸c thanh ®iỊu khiĨn 2 an toµn, 4 bï trõ vµ 1 tù ®éng VËt liƯu c¸c thanh bï trõ vµ an toµn B4C VËt liƯu thanh tù ®éng ThÐp kh«ng rØ Viện NCHN, Đà Lạt 11/2014 19 * Các loới kênh chiớu mớu: I. Kênh chiếu đứng, gồm: + Các kênh ớớt: ớ1 bớy nớtron ớ tâm vùng hoớt ớ1 hớc chiớu tới ơ 1-4 ớ40 hớc chiớu cớa mâm quay + Các kênh khơ chuyớn mớu bớng khí nén: 2 kênh khơ (tới các ơ 7-1 vớ 13-2) II. Kênh ngang, gồm: 3 kênh hớớng tâm (1 kênh chớa sớ dớng) vớ 1 kênh tiớp tuyớn III. Cột nhiệt: 1 cớt nhiớt THIẾT BỊ THỰC NGHIỆM CỦA LPƯ: Viện NCHN, Đà Lạt 11/2014 20 THIẾT BỊ THỰC NGHIỆM CỦA LPƯ: + Bẫy nơtron ớ tâm vùng hoớt dớng cớt nớớc hình trớ xung quanh lớ khới berily - Bớy nớtron chiớm 7 ơ mớng cớa vùng hoớt. - ớớớng kính trong cớa bớy lớ 65 mm. - Mớt ớng nhơm ớớớng kính 42 mm ớớớc ớớt ớ bên trong bớy ớớ giớ các mớu chiớu xớ - Bớy nớtron lớ kênh chiớu xớ cĩ thơng lớớng nớtron nhiớt lớn. + Kênh ướt chiếu xớ tới ơ 1-4 ớớớc sớ dớng trong vùng hoớt cĩ ớớớng kính 30 mm; chiớm 1 ơ ớ biên vùng hoớt. Viện NCHN, Đà Lạt 11/2014 21 THIẾT BỊ THỰC NGHIỆM CỦA LPƯ: 1. Bé truyỊn ®éng vµ vÞ trÝ thanh 2. GiÕng hĩt 3. ¤ng ®Ỉt vµ lÊy mÉu 4. Hèc chiÕu x¹ 5. Vµnh phớn x¹ Graphite 1 2 4 3 5 + Mâm quay ớớớc ớớt trong rãnh ớ phớn trên cớa vớnh phớn xớ graphit - Mâm quay cĩ 40 ơ giớng nhau bớng nhơm, mớ ra ớ phía trên vớ kín lới ớ dớới ớáy, dùng ớớ ớớt các hớp ớớng mớu chiớu xớ. - Các ơ nớy cĩ ớớớng kính 31,75 mm vớ chiớu cao 274 mm. - Mớt hớ thớng bao gớm: ớịn bớy ớiớu khiớn chớt ớớnh vớ; Bớ phớn truyớn ớớng; ớng nớp mớu: Cho phép nớp các hớp chớa mớu vớo bớt cớ ơ nớo tớ trên mớt lị; lớy mớu dùng tay gớp mớu. Viện NCHN, Đà Lạt 11/2014 22 THIẾT BỊ THỰC NGHIỆM CỦA LPƯ: + Các kênh khơ: cĩ ha i hớ thớng chuyớn mớu bớng khí nén tới ha i ơ ngoới biên vùng hoớt: - Tới ơ 7-1 ớớớc vớn hớnh tớ xa nhớ hớ ớiớu khiớn vớ hớ lớy mớu ớớt tới nhớ 1, cách LPớ khoớng 40 m. - Tới ơ 13-2 ớớớc dùng cho phân tích kích hoớt nhanh; bớ phớn ớiớu khiớn vớ lớy mớu ớớớc ớớt ngay bên trong gian nhớ lị. + Bốn kênh ngang: xuyên qua lớp bê-tơng che chớn, thùng lị vớ bớ lị ớớn tớn vớnh phớn xớ graphit. - 3 kênh (K1, K2 vớ K4) hớớng vớ tâm vùng hoớt. - 1 kênh (K3) tiớp tuyớn với phớn bên ngoới cớa vùng hoớt. + Cột nhiệt kích thớớc 1,2x1,2x1,6 m. Các khới graphit với kích thớớc 10,2x10,2x127 cm chớt ớớy bên trong cớt nhiớt. Viện NCHN, Đà Lạt 11/2014 23 HỆ ĐIỀU KHIỂN LỊ PHẢN ỨNG R- Reactor Viện NCHN, Đà Lạt 11/2014 24 HỆ ĐIỀU KHIỂN LỊ PHẢN ỨNG: 1. Thực hiện các quá trình khởi động lị, thay đổi cơng suất lị và dừng lị theo kế hoạch hay dừng lị khi cĩ sự cố; 2. Tăng /giảm cơng suất lị trong cả 2 chế độ bằng tay và tự động; 3. Điều khiển lị đạt trạng thái tới hạn với chu kỳ an tồn; 4. Điều khiển cơng suất và chu kỳ lị trong cả 2 chế độ bằng tay và tự động; Viện NCHN, Đà Lạt 11/2014 25 HỆ ĐIỀU KHIỂN LỊ PHẢN ỨNG: 5. Đo đạc cơng suất và chu kỳ lị trong tồn dải làm việc của lị phản ứng; 6. Đưa ra các thơng tin về trạng thái hoạt động của lị thơng qua các bộ chỉ thị, và các dụng cụ đo; 7. Ngăn chặn việc vận hành khơng đúng bằng việc từ chối thực hiện lênh hoặc đưa ra các tín hiệu cảnh báo; 8. Bảo vệ lị, ngăn ngừa việc xảy ra tai nạn hạt nhân bằng việc tự động dập lị một cách tin cậy trong bất cứ trường hợp sự cố nào xảy ra đối với lị (sự cố cơng suất, chu kỳ, sự cố cơng nghệ ) Viện NCHN, Đà Lạt 11/2014 26 HỆ ĐIỀU KHIỂN LỊ PHẢN ỨNG: Viện NCHN, Đà Lạt 11/2014 27 HỆ ĐIỀU KHIỂN LỊ PHẢN ỨNG: Viện NCHN, Đà Lạt 11/2014 28 DALAT REACTOR HỆ THU NHẬN VÀ LƯU TRỮ THƠNG TIN Archiving, Diagnostic and Logging System (ADLS) HỆ ĐO VÀ KiỂM TRA TỰ ĐỘNG CÁC THƠNG SỐ CƠNG NGHỆ (PIS) SƠ ĐỒ KHỐI CỦA HỆ ĐIỀU KHIỂN LỊ PHẢN ỨNG HẠT NHÂN ĐÀ LẠT BLOCK DIAGRAM OF THE DALAT REACTOR CONTROL AND INSTRUMENTATION SYSTEM KÊNH ĐO NƠTRON No.2 (UDPN-27R1) TỦ THU NHẬN, XỬ LÝ VÀ ĐiỀU KHIỂN THỨ BA UNO-251R1 No. 3 TỦ THU NHẬN, XỬ LÝ VÀ ĐiỀU KHIỂN THỨ HAI UNO-251R1 No. 2 TỦ THU NHẬN, XỬ LÝ VÀ ĐiỀU KHIỂN THỨ NHẤT UNO-251R1 No. 1 KÊNH ĐO NƠTRON No.1 (UDPN-27R1) KÊNH ĐO NƠTRON No.3 (UDPN-27R1) HỆ DẪN ĐỘNG CỦA CÁC THANH ĐiỀU KHIỂN SERVO – MOTOR SYSTEM KHỐI RELAY CHỌN 2/3 Viện NCHN, Đà Lạt 11/2014 29 UNO-251R1 Unit for reactivity monitoring and automatic power regulation Unit for protection and monitoring by neutron parameters: Unit for protection and monitoring by thermal-hydraulic parameters Modules for conversion and normalization of input signals from process parameters detectors Unit for signals logical processing and control Power Supply system Viện NCHN, Đà Lạt 11/2014 30 CSS Devices UNO-251R1 AP-Relay Sub-units KC-Relay Sub-units AZ-Relay Sub-units AP Actuating Mechanism KC Actuating Mechanism AZ Actuating Mechanism AP AZ1 & AZ2 KC1, KC2, KC3, KC4 48 DC-PowerSupply220 V AC-Supply Control DeskSignal from PISSignal from Detection Device Emergency Protection System (EPS) Viện NCHN, Đà Lạt 11/2014 31 HỆ ĐIỀU KHIỂN LỊ PHẢN ỨNG: - 7 thanh điều khiển: + 2 thanh an toớn (B4C). + 4 thanh bù trớ (B4C). + 1 thanh ớiớu chớnh tớ ớớng (théo khơng rớ). - 3 kênh đo nơtron: + Mới kênh cĩ 2 dới ớo (dới khới ớớng vớ dới lớm viớc) ớng với 2 de tector nớtron loới FC vớ buớng bù trớ gamma CIC. - 3 tủ thu nhận và xử lý thơng tin: + ớiớu khiớn LPớ vớ duy trì tớ ớớng tới các mớc cơng suớt khác nhau + Dớng lị khi cĩ sớ cớ (cơng suớt, chu kớ, cơng nghớ) hoớc dớng bớng tay + Lớu giớ vớ chớ thớ các thơng tin liên quan cớa LPớ. + ớ Viện NCHN, Đà Lạt 11/2014 32 HỆ ĐIỀU KHIỂN LỊ PHẢN ỨNG: - Các tín hiệu bất thường dẫn đến dập lị tự động: + Cơng suớt cớa 2 trong 3 kênh ớo cớa dới lớm viớc vớớt quá mớc cơng suớt ớớt 110% (cớnh báo 105%). + Chu kớ tớng cơng suớt cớa 2 trong 3 kênh ớo giớm xuớng dớới 20 giây (cớnh báo 30 giớy). + Lớu lớớng vịng 1 giớm dớới 40 m3/h vớ vịng 2 dớới 70 m3/h (cớnh báo 45 m3/h vớ 80 m3/h tớớng ớng). + Mớc nớớc trong bớ lị giớm hớn 60 cm so với mớc ớớy (cớnh báo 30 cm). + Sa i hớng cớa 2 trong 3 tớ thu nhớn vớ xớ lớ thơng tin. + Mớt ớiớn lớới 220V. + Mớt ớiớn 48V nuơi ớớng cớ vớ nuơi các re lay ớiớu khiớn. - Phòng theo dõi và xử lý sự cố cho phép dừng lò bằng tay khi có bất thường mà không tiếp cận được vào phòng điều khiển chính. Viện NCHN, Đà Lạt 11/2014 33 Hệ đo đạc & kiểm tra các thơng số cơng nghệ LPƯ: - Đo, ghi và kiểm tra các thông số của hệ làm nguội lò, hệ thông gió và hệ thoát nước phóng xa, ï + Nhiệt độ trong bể lò (5) và tại lối vào/lối ra của bình trao đổi nhiệt (4); nhiệt độ ngoài trời (1) + Lưu lượng nước làm mát vòng 1, vòng 2, hệ lọc nước lò; + Lưu lượng khí qua ống thải từ nhà lò + Mức nước trong bể lò, bể bổ sung, bể ... ệp, nghiên cứu và đào tạo (8) ớSớn xuớt các nguớn phĩng xớ kín Co-60, Ir-192, ớ hoớt ớớ thớp cho các thiớt bớ ớo on-line các thơng sớ cơng nghớ: mớc chớt lớng trong cơng nghiớp sớn xuớt giớy, nhớ máy sớn xuớt bia ; mớt ớớ giớy; thớnh phớn nguyên liớu phới trớn. ớSớn xuớt các ớớng vớ phĩng xớ cho nghiên cớu vớn ớớ quan hớ ớớt-phân, cây trớng trong nơng nghiớp: - Theo dâi qu¸ tr×nh hÊp thơ l©n vµ chuyĨn hãa l©n ë c©y - X¸c ®Þnh thêi ®iĨm bãn l©n tèi u - X¸c ®Þnh qu¸ tr×nh gi÷ l©n ë ®Êt - X¸c ®Þnh hµm lỵng tèi thiĨu vµ tèi ®a - Lo¹i ®ång vÞ sư dơng: P-32 •Kü thuËt ®¸nh dÊu ®ång vÞ phãng x¹ trong c«ng nghƯ nu«i trång nÊm: C¸c qu¸ tr×nh dinh dìng; ®éc tè cđa nÊm; ớ Viện NCHN, Đà Lạt 11/2014 57 Các vớ trí chiớu mớu cho NAA trên LPớ ớớ Lớt Mâm quay Kênh 7-1 Kênh 13-2 2. Phân tích mẫu bằng kỹ thuật kích hoạt nơtron (1) Viện NCHN, Đà Lạt 11/2014 58 CÁC LĨNH VỰC ỨNG DỤNG: Khoa học địa chất: Phân tích các mớu ớớt, ớá, quớng, khống vớt, ớ phớc vớ ớiớu tra thớm dị; ớánh giá trớ lớớng; xây dớng bớn ớớ tới nguyên, khống sớn. Khảo cổ học: Phân tích ớớ phân loới vớ tìm nguớn gớc các mớu vớt khớo cớ. Nơng nghiệp: Nghiên cớu quá trình nơng nghiớp vớ cây trớng cớng nhớ hớu quớ cớa chúng thơng qua viớc xác ớớnh nguyên tớ vớt trong các loới cây cới, ớớt trớng, phân bĩn, thuớc trớ sâu hoớc hĩa chớt. 2. Phân tích mẫu bằng kỹ thuật kích hoạt nơtron (7) Viện NCHN, Đà Lạt 11/2014 59 CÁC LĨNH VỰC ỨNG DỤNG: Khoa học sống: (Hĩa s inh, dinh dớớng, dớch tớ hớc): Nghiên cớu các quá trình hĩa s inh, ớánh dớu tớ bớo, xác ớớnh các nguyên tớ ớớc vớ cớn thiớt trong cớ thớ ngớới ớớ xác ớớnh ớnh hớớng cớa chúng lên quá trình gây bớnh. Kiớm tra hớm lớớng iớt trong khớu phớn thớc ớn. Trong ngành cơng nghiệp dầu khí: + Tìm nguớn gớc dớu, ớánh giá trớ lớớng: Phân tích xác ớớnh vi lớớng các nguyên tớ, chớ sớ hydro, ớ trong các mớu dớu thơ vớ ớá mĩng giúp cho cơng tác tìm nguớn gớc, ớánh giá trớ lớớng các mớ dớu khí ngoới thớm lớc ớớa VN. 2. Phân tích mẫu bằng kỹ thuật kích hoạt nơtron (8) Viện NCHN, Đà Lạt 11/2014 60 CÁC LĨNH VỰC ỨNG DỤNG: Khoa học mơi trường: + Phân tích vớt chớ thớ cho mơi trớớng liên quan sớc khớe con ngớới. + Xác ớớnh các ớớc tớ vớ các kim loới nớng ớớc trong mớu mơi trớớng (mớu nớớc, mớu ớớt ớá, thớc vớt, ớ). + ớớc biớt, phân tích mớu bới khí ớớ nghiên cớu bới tốn ơ nhiớm khơng khí. Ngành chăn nuơi: Xác ớớnh hớm lớớng khống chớt trong thøc ớn gia sĩc. Hệ phổ kế gamma tự động 2. Phân tích mẫu bằng kỹ thuật kích hoạt nơtron (10) Viện NCHN, Đà Lạt 11/2014 61 2. Phân tích mẫu bằng kỹ thuật kích hoạt nơtron (11) * C¸c ph¬ng ph¸p ph©n tÝch kh¸c nhau: + Các phương pháp phân tích hạt nhân: • KÝch ho¹t n¬tron dơng cơ (INAA) • KÝch ho¹t n¬tron cã xư lý mÉu (RNAA) • KÝch ho¹t n¬tron gamma tøc thêi (PGNAA) • Kü thuËt ®o n¬tron trƠ (DNA) • Huúnh quang tia X (XRFA) • §o ho¹t ®é phãng x¹ thÊp α, β, γ • §o nhÊp nh¸y láng h¹t β n¨ng lỵng thÊp + Các phương pháp phân tích khác: • Quang phỉ hÊp thơ nguyªn tư (AAS) • S¾c ký khÝ, s¾c ký ion, s¾c ký ph©n ®o¹n • Cùc phỉ • Quang kÕ ngän lưa • Huúnh quang kÕ • Quang phỉ kÕ vïng kh¶ kiÕn vµ tư ngo¹i • S¾c ký láng cao ¸p Hệ phân tích NAA tự động Hệ chiếu mẫu tự động Viện NCHN, Đà Lạt 11/2014 62 2. Phân tích mẫu bằng kỹ thuật kích hoạt nơtron (12) Các phương pháp phân tích hạt nhân và phi hạt nhân nêu trên cho phép xác định một phạm vi rộng các đồng vị, nguyên tố, hợp phần và thành phần mẫu vật: - Các đồng vị phóng xạ tự nhiên và nhân tạo (U-238, Th-232, Ra-226, Pb-210, K-40, Be-7, Sr- 90, Cs-137, Pu-239+240) - Các nguyên tố đa lượng và vi lượng, đặc biệt là các kim loại vết (As, Cd, Cu, Hg, Cr, Ni, Pb, Sb, Se, Zn) - Các thành phần và hợp phần đa lượng (NH4+, NO3-, SO42-, Cl-, SiO2, Al2O3, Fe2O3, Na2O, K2O, CaO, MgO, TiO2, CO, SO2, NO2, H2S) - Dư lượng thuốc bảo vệ thực vật trong đất và nông sản thực phẩm (họ clo, họ phốtpho); các loại dung môi hữu cơ. Hệ phân tích nơtrôn – gama tức thời trên LPƯ Viện NCHN, Đà Lạt 11/2014 63 2. Phân tích mẫu bằng kỹ thuật kích hoạt nơtron (13) + Cung cÊp dÞch vơ cho c¸c ngµnh - ®a l¹i hiƯu qu¶ kinh tÕ - x· héi: Hàng năm, tại LPƯ hạt nhân Đà Lạt làm dịch vụ phân tích mẫu cho các ngành địa chất, công nghiệp, nông nghiệp, sinh học và bảo vệ môi trường... khoảng 4000 mẫu, trung bình 10 chỉ tiêu /mẫu. Viện NCHN, Đà Lạt 11/2014 1084 727 2933 2736 3573 3400 3220 4000 2500 500 600 1000 1250 1500 3100 2450 2500 2000 2500 2500 3300 3600 3820 4000 4000 4500 6000 4000 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 19 84 19 85 19 86 19 87 19 88 19 89 19 90 19 91 19 92 19 93 19 94 19 95 19 96 19 97 19 98 19 99 20 00 20 01 20 02 20 03 20 04 20 05 20 06 20 07 20 08 20 09 20 10 20 11 Sè l ỵn g m Éu ® ỵ c ph ©n t Ýc h N¨m Thèng Kª Sè Lỵng MÉU PH©N TÝCH T¹I LPHN ®µ L¹T 64 3. Sử dụng LPƯ hạt nhân Đà Lạt cho mục đích nghiên cứu cơ bản và đào tạo cán bộ (1) + Nghiên cứu các đặc trưng và thông số vật lý của lò phản ứng Đà Lạt để làm chủ trong quản lý, vận hành và khai thác: – Tính toán nơtron, tính toán và đo độ cháy nhiên liệu để quản lý vùng hoạt, thay đảo nhiên liệu, chuyển đổi nhiên liệu HEU sang LEU, (sử dụng các chương trình tính toán WIMSD-5B, HEXAGA, HEXNOD2-3, HEXA BURNUP, SRAC, MCNP4C2, MVP, ) – Tính toán thủy nhiệt và phân tích an toàn; dùng các chương trình: PARET, RELAP/mod3.2, DRSIM, COOLOD, EUREKA. + Nghiên cứu quản lý tuổi thọ của lò phản ứng: – Thiết kế và lắp đặt hệ video camera dưới nước để theo dõi các cấu kiện trong thùng lò (2 lần/năm). – Kiểm soát chất lượng nước lò (hàng ngày, hàng tuần). – Làm sạch bể lò (3-4 lần/năm). + Nghiên cứu nâng cấp hệ điện tử điều khiển lò, hệ kiểm soát các thông số công nghệ LPƯ (VIE/4/010, VIE/4/014, các đề tài và nhiệm vụ cấp Bộ). Viện NCHN, Đà Lạt 11/2014 65 • Lắp đặt các hệ phin lọc để lấy các cùm nơtron gần đơn năng: 25keV, 55 keV, 144 keV, >1.2 MeV, etc. dùng để nghiên cứu về số liệu hạt nhân, các phản ứng hạt nhân n,γ; n,2γ; n,n’ CÁC NGHIÊN CỨU TRÊN KÊNH NGANG LPƯ: - Hớ PGNAA tới kênh ngang sớ 4. - Hớ ớo 2 de tector HPGe tới kênh ngang sớ 3 ớớ nghiên cớu phớn ớng (n, 2γ) theo phớớng pháp cớng biên ớớ các xung trùng phùng. Beam port # 1 Beam port # 2 Beam port # 3 Beam port # 4 Core Thermalizing column (closed) Thermal Column Pool tank wall Spent fuel storage tank Concrete shielding Graphite reflector door Column Bellows assembly Stainless steel Aluminum LN De wa r H P G e H P G e PGNAA Sys tem SACP Sys te m Control table CNAA Sys tem 3. Sử dụng LPƯ hạt nhân Đà Lạt cho mục đích nghiên cứu cơ bản và đào tạo cán bộ (2) Viện NCHN, Đà Lạt 11/2014 66 3. Sử dụng LPƯ hạt nhân Đà Lạt cho mục đích nghiên cứu cơ bản và đào tạo cán bộ (3) Đào tạo sau Đại học: + Các chuyên ngành Tiến sỹ tại Viện: • Vật lý lý thuyết và Vật lý hạt nhân (từ năm 1989) • Hố phân tích, hĩa phĩng xạ, hố bức xạ (từ năm 2001) + Hợp tác với các Trường ĐH để đào tạo Thạc sỹ: • Các cán bộ của Viện thuộc các chuyên ngành vật lý, hĩa, sinh, điện tử hạt nhân • Các cán bộ ngồi Viện đến làm Luận văn cuối khĩa Tham gia đào tạo đại học: - Thực tập và kiến tập cho sinh viên các trường Đại học BK Hà Nội, KHTN Hà Nội, KHTN Tp HCM, Đại học Đà Lạt, Viện NCHN, Đà Lạt 11/2014 67 3. Sử dụng LPƯ hạt nhân Đà Lạt cho mục đích nghiên cứu cơ bản và đào tạo cán bộ (4) Tổ chức các lớp đào tạo ngắn ngày (1-4 tuần) cho các đối tượng khác nhau với các chuyên đề: - An tồn hạt nhân cơ bản - Các lớp chuyên ngành về LPƯ (vận hành LPƯ, cơng nghệ LPƯ). - Các lớp chuyên ngành cho cán bộ ngành Điện lực Việt Nam. - Ứng dụng KTHN trong nghiên cứu mơi trường - Ứng dụng KTHN trong cơng nghiệp - Ứng dụng KTHN trong nơng nghiệp và sinh học - Chụp ảnh phĩng xạ Giới thiệu tham cho các học sinh, sinh viên, cán bộ quản lý, cán bộ lãnh đạo, Viện NCHN, Đà Lạt 11/2014 68 4. Các ứng dụng khác của LPƯ hạt nhân Đà Lạt (1) * Sư dơng chïm n¬tron vµ bøc x¹ gamma cđa LP¦ ®Ĩ chiÕu x¹ vËt liƯu: + ChiÕu x¹ ®ỉi mµu ®¸ quý vµ b¸n quý (topaz, saphire, v.v...) - Dớới tác dớng cớa nớtron, thay ớới cớu trúc, lớm lớch mớng tinh thớ cớa các mớu ớá, lớm xuớt hiớn các tâm mớu. - KÕt qu¶ thu ®ỵc mµu xanh d¬ng cđa ®¸ Topaz: + T©m mµu cđa ®¸ n»m trong d¶i 600-650mm + NhiƯt ®é xư lý thÝch hỵp trong kho¶ng 200-3000C. - §é phãng x¹ d trong c¸c mÉu ®¸ chđ yÕu lµ Sc-46, Ta-182, Sb- 124, Cs-134. CÇn thêi gian chê ! - Kết hợp chiếu xạ kết hợp nơtron + gamma, nơtron + electron, sẽ làm giảm độ phĩng xạ dư và tạo được các sắc màu đa dạng hơn. Viện NCHN, Đà Lạt 11/2014 69 4. Các ứng dụng khác của LPƯ hạt nhân Đà Lạt (2) Sau chiớu xớ ớá Topaz trớớc khi chiớu xớ ớá Topaz sau khi chiớu xớ Viện NCHN, Đà Lạt 11/2014 70 4. Các ứng dụng khác của LPƯ hạt nhân Đà Lạt (3) * Sư dơng chïm n¬tron vµ bøc x¹ gamma cđa LP¦ ®Ĩ chiÕu x¹ vËt liƯu: + Pha t¹p P vµo Si ®Ĩ lµm linh kiƯn b¸n dÉn: - Ph¶n øng: 30Si(n,γ)31Si ---- ph©n r· β ---- 31P pha t¹p vµo Si - ¦u ®iĨm cđa ph¬ng ph¸p: ®é ®ång ®Ịu tèt. LP¦ §µ L¹t kh«ng ®đ ®iỊu kiƯn ®Ĩ th¬ng mai. + ChiÕu x¹ polymer hãa gç lµm con thoi dƯt: - Khi lß dõng, bÉy n¬tron t¹i t©m vïng ho¹t lß chÝnh lµ mét nguån gamma m¹nh: suÊt liỊu kho¶ng 1MRad/h. + ChiÕu x¹ linh kiƯn ®iƯn tư ®Ĩ thư ®é bỊn v÷ng phãng x¹: (transistor, diode, APD diode, m¹ch tiỊn khuÕch ®¹i, v.v...). + HƯ chơp ¶nh n¬tron theo ph¬ng ph¸p tÜnh ®ỵc l¾p ®Ỉt t¹i kªnh ngang sè 3 cđa LP¦ §µ L¹t tõ cuèi nh÷ng n¨m 1980 cho mơc ®Ých nhiªn cøu. Viện NCHN, Đà Lạt 11/2014 71 * Chiếu xạ đột biến gen các giống cây trồng bằng nơtron và gamm của LPƯ: + Các lồi hoa quý; + Tạo giống khoai tây củ bi, + 4. Các ứng dụng khác của LPƯ hạt nhân Đà Lạt (4) * Chiếu xạ để chuẩn các hệ đo nơtron và nơtron+gamma: + Các hệ đo thơng lượng và mật độ thơng lượng nơtron + Các hệ đo liều nơtron và nơtron+gamma Viện NCHN, Đà Lạt 11/2014 72 5. Nâng cấp thiết bị để tăng khả năng sử dụng và vận hành an toàn LPƯ hạt nhân Đà Lạt (1) + Thay thớ Hớ ớiớu khiớn cớ bớng hớ ớiớu khiớn mới (2006-2007): + Xây dớng 1,5 km hớng rớo cớt thép bao quanh khuơn viên LPớ (2006-2007) + Lớp ớớt hớ thớng theo dõi vớ kiớm tra an ninh khu vớc nhớ lị (2007- 2011) Viện NCHN, Đà Lạt 11/2014 73 5. Nâng cấp thiết bị để tăng khả năng sử dụng và vận hành an toàn LPƯ hạt nhân Đà Lạt (2) + Lớp ớớt mới dây chuyớn sớn xuớt I-131 (2008); + Mớ thêm kênh ngang (No. 2) ớớ lớp ớớt hớ ớo phớ triớt Compton phớc vớ nghiên cớu cớ bớn vớ ớớo tớo cán bớ (2011); + Lớp ớớt thêm Hớ chuyớn mớu khí nén tới ơ mớng 13-2 phớc vớ phân tích kích hoớt nhanh vớ lớp vịng (2011); + Bớ sung mớt sớ thiớt bớ thí nghiớm vớt lớ ớớ nghiên cớu thớc nghiớm vớ ớớo tớo vớ vớt lớ lị phớn ớng, cơng nghớ lị, ớ (2008-2011); + Lớp ớớt các hớ ớo liớu phĩng xớ khu vớc, hớ ớo nhiớm bớn tay chân quớn áo, ớ ớớ ớớm bớo an toớn bớc xớ trong vớn hớnh vớ khai thác lị (2008-2009). + Nâng cớp các hớ cơng nghớ (hớ cớp ớiớn, hớ cớp nớớc, hớ thơng giĩ, ớ) ớớ ớớm bớo an toớn trong vớn hớnh lị (2008-2011). Viện NCHN, Đà Lạt 11/2014 74 7. Dự án Xây dựng Lò phản ứng nghiên cứu công suất cao ở Việt Nam trong tương lai (1) + Chiến lược Ứng dụng NLNT vì mục đích hồ bình khẳng định: Việt Nam cần cĩ LPƯ nghiên cứu đa mục tiêu trong khoảng năm 2020. + Các lý do chính để xác định tính cần thiết cĩ LPƯ NC mới: - Hạn chế về cơng suất, thơng lượng và thiệt bị chiếu xạ của LPƯ Đà Lạt; - Nhu cầu ứng dụng KTHN và ĐVPX của các ngành ngày càng nhiều: ĐVPX cho y tế, cơng nghiệp, - Phục vụ chương trình Điện hạt nhân của VIỆT NAM (chiếu xạ thử nghiệm thanh nhiên liệu, vật liệu của LPƯ cơng suất; đào tạo cán bộ); - Tăng cường tiềm lực R&D trong lĩnh vực NLNT cho VN. Viện NCHN, Đà Lạt 11/2014 75 7. Dự án Xây dựng Lò phản ứng nghiên cứu công suất cao ở Việt Nam trong tương lai (2) + Các nội dung đã và đang thực hiện liên quan đến dự án: - Đề tài nghiên cứu độc lập cấp NN (nhánh B) về X©y dùng luËn cø cho ®Ị ¸n Lß phan øng nghiªn cøu míi ë ViƯt nam giai đoạn 2002-2004. - Đề tài nghiên cứu độc lập cấp Bộ 2006-2008 về: Nghiên cứu phương án xây dựng Lị phản ứng nghiên cứu mới và thực hiện một số tính tốn nơtron và thủy nhiệt để nhận dạng lị phản ứng. + Các nội dung sẽ thực hiện: - Nhiệm vụ cấp Bộ giai đoạn 2009-2011 (địa điểm, xin chủ trương đầu tư, ) - Tiếp tục hợp tác quốc tế để lựa chọn loại LPƯ thích hợp. Viện NCHN, Đà Lạt 11/2014 76 V. THAY CHO LỜI KẾT (1) Mét sè kÕt qu¶ chÝnh mµ ViƯn NCHN ®·®¹t ®ỵc: 1. Làm chủ thiết bị, vận hành an toàn LPƯ, chưa xảy ra sự cố nào ảnh hưởng xấu đến con người và môi trường xung quanh. 2. Khai thác hiệu quả LPƯ và các thiết bị khoa học, nhiều ứng dụng của kỹ thuật hạt nhân đã đem lại hiệu quả kinh tế - xã hội, đặc biệt là trong y tế, công nghiệp, nông nghiệp và bảo vệ môi trường. 3. Nhiều nghiên cứu cơ bản và nghiên cứu ứng dụng có hàm lượng khoa học cao, theo kịp với các hướng nghiên cứu trong khu vực và thế giới. 4. Xây dựng được tiềm lực tương đối đồng bộ và hiện đại về cơ sở vật chất thiết bị và các phòng thí nghiệm, một đội ngũ cán bộ chuyên môn có trình độ trong các lĩnh vực khác nhau. Viện NCHN, Đà Lạt 11/2014 Viện NCHN, Đà Lạt 11/2014 77 Thay cho lêi kÕt (2) Vai trß cđa LP¦ nghiªn cøu hiƯn t¹i vµ t¬ng lai ë VN: 1. Lị phớn ớng nghiên cớu cĩ va i trị rớt lớn trong: - ớớo tớo vớ huớn luyớn cán bớ; - ớng dớng kớ thuớt hớt nhân vớo phát triớn kinh tớ, xã hới - Nghiên cớu ớớ lớm chớ cơng nghớ hớt nhân cho quớc gia - Các nghiên cớu cớ bớn vớ vớt lớ hớt nhân. 2. Thớc tớ chớ ra rớng, LPớ hớt nhân ớớ Lớt cĩ cơng suớt thớp, khĩ ớáp ớng các yêu cớu cớa ớng dớng kớ thuớt hớt nhân. Vì vớy Viớt Nam cớn cĩ mớt LPớ mới cơng suớt cao hớn. 3. Dớ án xây dớng Trung tâm Khoa hớc vớ Cơng nghớ hớt nhân với LPớ nghiên cớu mới cơng suớt 10-20 MW ớã ớớớc ớớa vớo kớ hoớch. Dớ kiớn sớ khới cơng nớm 2016 vớ ớớa LPớ vớo vớn hớnh khoớng nớm 2021. Viện NCHN, Đà Lạt 11/2014 78 Thay cho lêi kÕt (3) Viớn NCHN ớã vớ ớang tham gia Dớ án ớiớn hớt nhân Ninh Thuớn: 1. Nghiên cớu tìm hiớu các loới cơng nghớ (PWR, VVER-1000, VVER-1200, ABWR, ớ) 2. Lớa chớn ớớa ớiớm: Nghiên cớu, ớo ớớc ớớcung cớp các sớ liớu vớ mơi trớớng, quan trớc mơi trớớng, ớánh giá tác ớớng mơi trớớng, tính tốn phát tán thới khí ra mơi trớớng, ớ 3. ớớo tớo cán bớ. Viớn NCHN tham gia ớớo tớo nhân lớc cho các dớ án ớiớn hớt nhân - lớ vinh dớ, lớ cớhới nhớng cớng lớ trách nhiớm lớn cớa Viớn ớới với chớớng trình ớiớn hớt nhân cớa nớớc ta .
File đính kèm:
- bai_giang_nguyen_tu_hat_nhan_chuong_5_lo_phan_ung_hat_nhan_d.pdf