РАДИАЦИОННАЯ ЗАЩИТА КОСМИЧЕСКОЙ ЯДЕРНОЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ Российский патент 1996 года по МПК G21C11/02 G21D1/00 

Описание патента на изобретение RU2069899C1

Изобретение относится к области ядерной энергетики для космических аппаратов и, в частности к теневым радиационным защитам (РЗ) космических ядерных энергетических установок (ЯЭУ), предназначенных для снижения уровня нейтронного излучения от ядерного реактора до значений, допустимых для полезной нагрузки космического аппарата.

Известен ряд конструкций таких РЗ, использующих в качестве материала легкой компоненты (предназначенной, в основном, для снижения уровня нейтронного излучения) гидрид лития, заполняющий путем заливки или закладкой прессованных блоков металлический контейнер (описание конструкции радиационной защиты ЯЭУ SNAP-10А в журнале: Вопросы ракетной техники, 1965, N2(122), с. 3-17; конструкция РЗ в книге: Основные теории, конструкции и эксплуатации космических ЯЭУ. Л. Энергоиздат, 1987, с. 275-276); способы изготовления (журнал Nuclear Еngineering and Design, 1974 N 26 р.р 444 460).

Недостатком этой конструкции является отсутствие в РЗ сквозных каналов для прохода элементов регулирования реактора. Наиболее близким техническим решением к заявленному является конструкция радиационной защиты космической ядерной энергетической установки, содержащей контейнер в виде конической обечайки с днищами, в которые вварены сквозные трубы и заполненный методом заливки гидридом лития, образующим после застывания твердый монолит (конструкция РЗ ЯЭУ в книге "Конструкция и расчет на прочность космических электроракетных двигателей", М. Машиностроение. 1970, с. 83, 4th Semposium on Space Nuclear Power Systems. CONF-870102 Symms Albuquerke 1978. p.p 115 - 118).

Недостатком этой конструкции и способа ее изготовления является невозможность уменьшения кольцевого зазора между элементом системы регулирования и РЗ до необходимых для радиационной безопасности величин (до 1 мм) ввиду значительного деформирования труб (более 3 мм) при кристаллизации гидрида лития.

Задача, на выполнение которой направлено заявленное изобретение увеличение ресурса РЗ или эквивалентное снижение ее массы.

Технический результат повышение прямолинейности труб, предназначенных для прохода по ним сквозь РЗ элементов регулирования реактора.

Этот результат достигается тем, что каждая труба снабжена внутри соосно расположенным чехлом меньшего диаметра и фланцами, герметизирующими по торцу образованную ими кольцевую полость, в которую помещен гранулированный гидрид лития.

Кроме того, в стенке трубы, отделяющей полость литого гидрида лития от гранулированного, выполнено соединительное отверстие.

На фиг.1 и 2 приведена конструктивная схема РЗ в соответствии с признаками заявленного изобретения.

Теневая радиационная защита космической ЯЭУ (фиг.1), содержащая контейнер в виде конической обечайки 1 с днищами 2, 3, в которые вварены сквозные трубы 4 и заполненный методом заливки гидрид лития, образующим после застывания монолит 5.

Каждая труба 4 снабжена соосно расположенным чехлом 6 (фиг.2) и фланцами 7 и 8, герметизирующими образованную ими кольцевую полость, в которую помещен гранулированный гидрид лития 9.

В стенке трубы 4, отделяющей полость литого гидрида лития 5 от гранулированного 9, выполнено соединительное отверстие 10.

Данное устройство работает следующим образом.

Нейтронный поток при достижении защиты ослабляется как монолитом гидрида лития 5, так и гранулированным гидридом лития 9. Часть нейтронов, попавшая в зазор между чехлом 6 и элементом системой регулирования 11, ввиду его малой величины претерпевает многократное рассеивание, в результате которого нейтронный поток также ослабляется. В то же время гарантированный зазор, обусловленный калиброванным сечением чехла 6, обеспечивает нормальное функционирование системы регулирования реактора.

Таким образом предложенная конструкция РЗ позволяет иметь зазор между проходящим сквозь защиту элементом регулирования реактора и чехлом не более 1 мм при любом возможном деформировании трубы, что в итоге существенно снижает "прострел" ионизирующего излучения по кольцевому зазору между элементом системы регулирования и защитой. Как следствие, при заданном предельно допустимом флюенсе нейтронов на полезной нагрузке решается задача увеличение ресурса РЗ или эквивалентного снижения ее массы.

Как показал расчет применительно к типичной КЯЭУ электрической мощностью порядка несколько кВ (по конфигурации и взаимному расположению агрегатов, соответствующей КЯЭУ "Топаз" (журнал "Атомная энергия", т.71, 1991, с. 393) для РЗ, толщиной около 600 мм, уменьшение ее толщины за счет повышения прямолинейности труб, предназначенных для прохода по ним сквозь защиту элементов регулирования реактора, как следствие уменьшение "прострела" ионизирующего излучения, составляет порядка 20 мм, что соответственно снижает массу РЗ, т. е. решает задачу, на выполнение которой направлено заявленное изобретение.

Похожие патенты RU2069899C1

название год авторы номер документа
ТЕПЛОВАЯ РАДИАЦИОННАЯ ЗАЩИТА КОСМИЧЕСКОЙ ЯДЕРНОЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ 1992
  • Воробьев А.С.
  • Галкин А.Я.
  • Дубинин А.А.
  • Еремин А.Г.
  • Коробков Л.С.
  • Левченко В.М.
  • Пышко А.П.
RU2042984C1
ТЕНЕВАЯ РАДИАЦИОННАЯ ЗАЩИТА 2002
  • Еремин А.Г.
  • Коробков Л.С.
RU2225649C2
РАДИАЦИОННАЯ ЗАЩИТА КОСМИЧЕСКОЙ ЯДЕРНОЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ 1993
  • Еремин А.Г.
  • Коробков Л.С.
  • Дубинин А.А.
  • Левченко В.М.
  • Пышко А.П.
RU2069898C1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МНОГОКОМПОНЕНТНОЙ РАДИАЦИОННОЙ ЗАЩИТЫ С ГИДРИДОМ ЛИТИЯ 1997
  • Еремин А.Г.
  • Коробков Л.С.
  • Моломин В.И.
  • Пышко А.П.
RU2137225C1
КОСМИЧЕСКАЯ ЯДЕРНАЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА 1998
  • Воробьев А.С.
  • Еремин А.Г.
  • Матвеев А.В.
  • Пышко А.П.
  • Страхов Е.М.
RU2131150C1
КОСМИЧЕСКАЯ ЯДЕРНАЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА 2001
  • Еремин А.Г.
  • Коробков Л.С.
  • Зарицкий Г.А.
  • Пышко А.П.
RU2225647C2
КОСМИЧЕСКАЯ ЯДЕРНАЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА 2001
  • Ерёмин А.Г.
  • Коробков Л.С.
  • Пышко А.П.
RU2222061C2
РАДИАЦИОННАЯ ЗАЩИТА КОСМИЧЕСКОЙ ЯДЕРНОЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ 2012
  • Еремин Андрей Георгиевич
  • Крылова Дарья Дмитриевна
RU2499322C1
СПОСОБ КОНТРОЛЯ РАДИАЦИОННОЙ ЗАЩИТЫ КОСМИЧЕСКОЙ ЯДЕРНОЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ 1993
  • Еремин А.Г.
  • Коробков Л.С.
  • Бондаренко М.И.
  • Левченко В.М.
  • Пышко А.П.
  • Пекуш В.Ф.
RU2073919C1
ЯДЕРНЫЙ РЕАКТОР КОСМИЧЕСКОЙ ЯДЕРНОЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ 2001
  • Аристархов Ю.Д.
  • Еремин А.Г.
  • Коробков Л.С.
  • Пышко А.П.
  • Рыбко А.Л.
  • Сидоров В.Г.
RU2222062C2

Иллюстрации к изобретению RU 2 069 899 C1

Реферат патента 1996 года РАДИАЦИОННАЯ ЗАЩИТА КОСМИЧЕСКОЙ ЯДЕРНОЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ

Cущность изобретения: в радиационной защите, содержащей контейнер в виде конической обечайки и днищ с вваренными в них трубами, проходящими сквозь контейнер, каждая труба снабжена внутри чехлом меньшего диаметра. По торцам труб и чехлов установлены фланцы, герметизирующие образованную ими кольцевую полость, которая заполнена гранулированным гидридом лития. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Формула изобретения RU 2 069 899 C1

1. Радиационная защита космической ядерной энергетической установки, содержащая контейнер в виде конической обечайки и днищ с вваренными в них трубами, проходящими сквозь контейнер, который заполнен методом литья гидридом лития, образующим после застывания монолит, отличающаяся тем, что каждая труба снабжена внутри соосно расположенным чехлом меньшего диаметра и фланцами, герметизирующими по торцу образованную ими кольцевую полость, в которую помещен гранулированный гидрид лития. 2. Радиационная защита по п. 1, отличающаяся тем, что в стенке трубы, в которую помещен чехол, выполнено отверстие, соединяющее полости литого гидрида лития и гранулированного.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1996 года RU2069899C1

Вопросы ракетной техники, 1965, N 2(122), с
Переносная печь для варки пищи и отопления в окопах, походных помещениях и т.п. 1921
  • Богач Б.И.
SU3A1
Кузнецов В.А
Основы теории, конструкции и эксплуатации космических ЯЭУ.- Л.: Энергоиздат, 1989, с
ТЕЛЕФОННЫЙ АППАРАТ, ОТЗЫВАЮЩИЙСЯ ТОЛЬКО НА ВХОДЯЩИЕ ТОКИ 1921
  • Коваленков В.И.
SU275A1
Nuclear Engineering and Design, 1974, 26, p
Фрикционная муфта с переменною скоростью вращения 1920
  • Сластенин А.А.
SU444A1
Очаг для массовой варки пищи, выпечки хлеба и кипячения воды 1921
  • Богач Б.И.
SU4A1
Ударно-долбежная врубовая машина 1921
  • Симонов Н.И.
SU115A1

RU 2 069 899 C1

Авторы

Воробьев А.С.

Еремин А.Г.

Коробков Л.С.

Левченко В.М.

Пышко А.П.

Даты

1996-11-27Публикация

1993-03-31Подача