2023, Елохин, А. П., Елохин, Александр Прокопьевич

При эксплуатации водо-водяных реакторов, включая и реакторы типа КЛТ-40, широко используемых в настоящее время на ледоколах и плавучих энергоблоках (ПЭБ), остро стоит вопрос о продолжительности безопасной работы парогенераторов. Проблема связана с образованием микротрещин в водо-паропроводе парогенератора, при нормальной эксплуатации на мощности, через которые в паропровод приникает радиоактивный азот, содержание которого в паре как раз и свидетельствует о признаке нарушения герметичности водо-паропровода второго контура парогенератора. Этот эффект, получивший в дальнейшем название «протечки», рассматривался ранее в ряде работ авторов в условиях циклической работы водопарового режима парогенератора. В настоящей работе основное внимание уделяется математическому и физическому анализу механизмов, обуславливающих образование микротрещин в паропроводе парогенератора, возникающих в области паропровода, в которой уравновешиваются давления воды и пара, а также проводится оценка их эффективной длины. Проведены расчеты температурного распределения по толщине паро-трубопровода в переходной области пар-вода при периодическом «захлестывании» этой области водой. При этом показано, что в зависимости от времени периода колебаний пар-вода радиальное температурное распределение по толщине трубки демонстрирует существенное различие в распределении при постоянной температуре на внешней поверхности трубки, причем максимальная разность температур наблюдается в области внутренней поверхности трубки. Распределение механических напряжений, возникающих в металле трубки, характеризуется линейной зависимостью напряжений от температуры, максимальное значение которых соответствует максимальной разности температур, характерных для области внутренней поверхности трубки. Это позволяет констатировать, что образование трещин начинается именно с области внутренней поверхности трубки парогенератора в указанной переходной его области.

2024, Елохин, А. П., Улин, С. Е., Шустов, А. Е., Свешников, Н. М., Елохин, Александр Прокопьевич, Улин, Сергей Евгеньевич, Шустов, Александр Евгеньевич

В рамках работ, посвященных оценкам радиоактивного загрязнения донной поверхности глубоководных морских акваторий, необходимо решить проблему передачи оператору информации, полученной подводным дозиметрическим комплексом. Использование стандартного радиоканала в таких условиях невозможно, поэтому целесообразно использовать ультразвуковой канал передачи информации. В связи с чем и рассматривается вопрос прохождения ультразвукового анизотропного излучения в глубоководной морской акватории. Анизотропность излучения необходима для уменьшения погрешности и повышения надежности передачи информации. С этой целью формулируется краевая задача по оценке давления ультразвука на водную среду и приводится ее решение в виде волнового уравнения в морской воде. Уделяется внимание таким характеристикам морских акваторий, как соленость воды, давление столба жидкости, определяющего ее плотность, температуру, дальность распространения излучения с учетом его частотных характеристик. Решение задачи осуществляется известным методом разделения переменных в сферической геометрии с учетом анизотропии излучения, заданные характеристики которого определялись на основе оптимального выбора направления излучения на ультразвуковое буферное устройство, располагающееся на водной поверхности акватории, определяемого экспериментально. Результаты расчета показали, что при частоте излучения 1 кГц детектор надежно регистрирует сигнал на расстоянии ~ 1 км. С ростом частоты сигнал заметно поглощается и при частоте излучения ~ 40 кГц начинает резко падать с расстояния ~ 20 м. Аналогичные результаты были получены и при решении задачи в виде излучения широкого пучка. Результаты решения задач, позволяют сформулировать определенные требования к конструкции ультразвуковых детекторов, используемых для подводной передачи информации, что позволит реализовать метод передачи информации из глубоководных акваторий при использовании подводного дозиметрического комплекса и, кроме того, разработать звуковой способ связи в условиях глубоководных акваторий, что сыграет значительную роль при решении проблем передачи информации в этих специфических условиях.

2023, Родионов, И. А., Елохин, А. П., Рахматулин, А. Б., Маджидов, А. И., Улин, Сергей Евгеньевич, Шустов, Александр Евгеньевич, Елохин, Александр Прокопьевич, Маджидов, Азизбек Истамович, Рахматулин, Александр Борисович

Авария на АЭС Фукусима выявила определенный недостаток традиционных методов регистрации ионизирующего излучения с помощью автоматизированной системы контроля радиационной обстановки, поскольку в условиях развития аварии на АЭС посты системы контроля в результате цунами были повреждены (23 из 24), что не позволило на ранних этапах оценить степень радиоактивного загрязнения местности. В подобных условиях наиболее перспективным методом радиационного контроля, осуществляемого на потенциально опасном участке местности, является бесконтактный метод с использованием беспилотного дозиметрического комплекса (БДК), применение которого позволило бы уменьшить риск облучения дополнительными дозовыми нагрузками персонала, осуществляющего поисковые и разведывательные работы, и дополнительно обеспечить руководство не только информацией относительно радиоактивного загрязнения окружающей среды, но и непосредственно предоставить результаты визуального осмотра территории. Однако, помимо оборудования, используемого для определения радиационного фона (детекторы, спектрометры, радиометры и т.д.), важную часть БДК представляет собой организация дозиметрического комплекса и способ передачи информации. На примере радиомодулей NRF представлен возможный вариант канала передачи данных от дозиметрического комплекса, установленного на БДК, на персональный компьютер оператора.

2024, Орумо, Б. К., Ксенофонтов, А. И., Елохин, А. П., Елохин, Александр Прокопьевич

В статье рассматривается вопрос применения методики оценки метеорологических характеристик в регионах, рекомендуемых к строительству АЭС в Нигерии. В качестве таковых рассматриваются регионы Герегу и Иту, с существенно различающимися метеорологическими характеристиками, поскольку они расположены в различных частях страны (первая в засушливом регионе, в центре страны, вторая – на побережье гвинейского залива в дельте реки Нигер). В рамках методики приводятся математический аппарат, позволяющий вычислять основные характеристики модели приземного слоя атмосферы. Использование этого аппарата позволило оценить общий характер метеорологических характеристик регионов (продольную скорость ветра, коэффициент турбулентной диффузии, параметр, характеризующий поперечное рассеивание примеси) и их усредненные значения, используемые в дальнейшем как некие параметры, позволяющие определить характеристики радиоактивного загрязнения окружающей среды, к которым можно отнести воздушный бассейн и подстилающую поверхность. Использование геофизической модели приземного слоя атмосферы и полученных метеопараметров позволило ответить на ряд вопросов, касающихся особенностей переноса радиоактивной примеси в атмосфере, характерных для того или другого регионов Нигерии, в которых правительство страны намерено построить атомные электростанции. С этой целью в рамках гипотетических радиационных аварий были получены осевые и поперечные распределения радиоактивной примеси в зависимости от состояния устойчивости атмосферы, которые выявили особенности распространения р/а примеси в указанных регионах. Представленные результаты расчетов целесообразно принимать во внимание при оценке размеров санитарно-защитной зоны, располагаемой вокруг АЭС в том и другом регионах, и необходимого и достаточного количества постов радиационного контроля окружающей среды при их размещении в пределах этих зон.

2024, Елохин, А. П., Улин, С. Е., Маджидов, А. И., Шустов, А. Е., Елохин, Александр Прокопьевич, Улин, Сергей Евгеньевич, Шустов, Александр Евгеньевич, Маджидов, Азизбек Истамович

В работе представлены теоретические и экспериментальные данные, определяющие влияние акустического возмущения на показания γ-детектора (КГС) с рабочим телом (газ ксенон высокого давления), работающим в поле ионизирующего излучения. С этой целью рассматривается цепочка событий: акустическая волна падает на поверхность КГС, проходит и производит возмущение в газе, которое формирует неравномерность распределения давления в рабочей среде. Воздействие ионизирующего излучения приводит к образованию в газе положительных ионов, подвижность которых оказывается значительно ниже подвижности свободных электронов, являющихся основными носителями в КГС. Эксперименты проводились с использованием беспилотного дозиметрического комплекса БДК с носителем в виде (БПЛА типа вертолета), на который навешивают дозиметрическое оборудование, применяемое для радиационного контроля окружающей среды в условиях ее радиоактивного загрязнения. Теоретические результаты, полученные при решении волнового уравнения прохождения звуковой волны в ксеноне, заполняющем КГС, представлены в виде возмущенной плотности ксенона, в которой возникают носители заряда, обусловленные воздействием ионизирующего излучения, в распределении которых также наблюдается возмущение, вызванное воздействием акустической волны. Полученные данные позволили рассчитать радиальное распределение плотности тока в различные моменты времени периода гармонических акустических колебаний. Экспериментальные данные продемонстрировали зависимость уменьшения и уширения пика полного поглощения в измеряемых спектрах гамма-излучения в зависимости от акустической нагрузки, а также частотные характеристики акустической нагрузки и их амплитудные значения в различных режимах работы БПЛА. Результаты исследований определяют рекомендации, которые целесообразно учитывать при использовании БПЛА в качестве носителей дозиметрического оборудования при радиационном контроле окружающей среды.