К настоящему моменту исследования в области управляемого синтеза перешли из стадии научного эксперимента и решения чисто физических вопросов в стадию инженерных проектов, что позволило провести предварительные количественные и качественные оценки радиационной опасности использования термоядерных установок (ТЯУ) для окружающей среды и оценить их конкурентоспособность по сравнению с другими перспективными источниками энергии [34]. <...> В настоящее время в мире насчитывается более 300 различных ТЯУ, наиболее крупными из которых являются TFTR, Т-15, Глобус-М, JT-60, JET, NET, TORSUPREN, NSTX, EAST. <...> Разрабатываются проекты новых установок, в частности, проект международного термоядерного реактора (ТЯР) — ИТЭР (ITER), реализуемый при участии российских специалистов. <...> Это обусловлено в первую очередь тем, что остаются нерешенными некоторые технические вопросы, связанные с проектированием, возведением и эксплуатацией строительных конструкций защитных экранов ТЯУ различного назначения (радиационно-технологической и биологической защит), предназначенных для восприятия радиационных нагрузок и снижения потоков радиоактивных излучений до уровня, предусмотренного нормами радиационной безопасности и санитарными нормами проектирования. <...> Помимо проблем высокой себестоимости и трудоемкости возведения защитных экранов, актуальных для любых ядерных 3 установок, для ТЯУ вопрос возведения защитных экранов усложняется и рядом других специфических особенностей, обусловленных: • наличием техногенного источника 14,8 МэВ нейтронов; • более широким спектром ядерных реакций; • сложной структурой и геометрией установки; • большими габаритами установки; • ограниченным сроком службы элементов реактора и требованиями их периодической замены и т.д. <...> Однако при возведении защит из сборных элементов нарушается целостность конструкции защитного экрана, возникает сложность в определении его защитной эффективности (снижении <...>
Проблемы_обеспечения_радиационной_безопсности_термоядерных_реакторов.pdf
Министерство образования и науки Российской Федерации
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Библиотека научных разработок и проектов НИУ МГСУ
А.Б. Моттаева, В.А. Лукинов, Ас.Б. Моттаева
ПРОБЛЕМЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ
РАДИАЦИОННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ
ТЕРМОЯДЕРНЫХ РЕАКТОРОВ
Под редакцией кандидата технических наук
А.П. Пустовгара
Москва 2015
Стр.1
УДК 621.039.6
ББК 22.333
П78
СЕРИЯ ОСНОВАНА В 2008 ГОДУ
Рецензенты:
кандидат технических наук И.С. Кузнецова,
заведующая лабораторией № 6 «Температуростойкость
и диагностика бетона и железобетонных конструкций»
НИИЖБ им. А.А. Гвоздева ОА «НИЦ “Строительство”»;
доктор технических наук В.Н. Соловьев, профессор кафедры
строительства объектов тепловой и атомной энергетики НИУ МГСУ
Авторы:
А.П. Пустовгар, А.О. Адамцевич, Л.А. Шилова, С.А. Пашкевич
Автор рисунков Л.А. Шилов
Монография рекомендована к публикации
научно-техническим советом НИУ МГСУ
П78
Проблемы обеспечения радиационной безопасности термоядерных
реакторов : монография / А.П. Пустовгар, А.О. Адамцевич,
Л.А. Шилова [и др.], рис. Л.А. Шилова ; под ред. А.П. Пустовгара
; М-во образования и науки Рос. Федерации, Нац. исследоват.
Моск. гос. строит. ун-т. Москва : НИУ МГСУ, 2015.
112 с. (Библиотека научных разработок и проектов НИУ МГСУ).
ISBN 978-5-7264-1219-1
Приведены современные требования к обеспечению радиационной
безопасности термоядерных установок. Рассмотрены источники и дана
классификация радиационного излучения при термоядерном синтезе.
Основное внимание уделено проблемам проектирования, выбора конструктивных
решений и эксплуатации радиационной защиты термоядерных
реакторов. Проанализированы результаты расчетно-экспериментальных
исследований и концептуальные проработки конструкций
сборно-разборной радиационной защиты термоядерных установок.
Для научных работников, инженеров, преподавателей вузов, докторантов,
аспирантов и магистрантов, изучающих вопросы обеспечения
радиационной безопасности объектов использования атомной энергии.
УДК 621.039.6
ББК 22.333
ISBN 978-5-7264-1219-1
© НИУ МГСУ, 2015
Стр.2
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение ................................................................................................3
Глава 1. ТЕРМОЯДЕРНАЯ ЭНЕРГЕТИКА: ТЕОРИЯ
И ПРАКТИКА .........................................................................6
1.1. Управляемый термоядерный синтез ........................................6
1.2. Принцип работы термоядерного реактора ..............................9
1.3. Конструкции термоядерных реакторов .................................12
Глава 2. ОБЕСПЕЧЕНИЕ РАДИАЦИОННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ
ТЕРМОЯДЕРНЫХ РЕАКТОРОВ ........................................24
2.1. Современные требования к обеспечению безопасности
термоядерных установок ........................................................24
2.2. Источники радиационного излучения при термоядерном
синтезе .....................................................................................27
2.3. Проблемы проектирования и эксплуатации радиационной
защиты термоядерных реакторов ..........................................30
Глава 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ
КОНСТРУКЦИЙ РАДИАЦИОННОЙ ЗАЩИТЫ
ТЕРМОЯДЕРНОГО РЕАКТОРА ..........................................47
3.1. Постановка задачи, приборы и материалы............................47
3.1.1. Постановка задачи .......................................................47
3.1.2. Аппаратура для регистрации ионизирующих
излучений .....................................................................52
3.1.3. Экспериментальные композиции защит
для исследования сборно-разборных экранов ............60
3.2. Исследование спектров нейтронов и гамма-квантов
материалов ..............................................................................63
3.2.1. Описание программы измерений ................................63
3.2.2. Исследование спектров нейтронов и гамма-квантов
за сферической оболочкой, заполненной карбонатом
лития .............................................................................67
3.2.3. Исследование спектров нейтронов и гамма-квантов
за двухслойной сферической композицией из свинца
и карбоната лития ........................................................73
110
Стр.110
3.2.4. Исследование спектров нейтронов и гамма-квантов
за двухслойной сферической композицией из урана
и карбоната лития.........................................................78
3.3. Исследование пространственных распределений спектров
и мощностей доз нейтронного и фотонного излучения .......81
3.3.1. Исследование пространственных распределений
спектров и мощностей доз нейтронного и фотонного
излучения за монолитными защитными экранами
из бетона .......................................................................81
3.3.2. Исследование пространственных распределений
спектров и мощностей доз нейтронного и вторичного
фотонного излучения за защитой из бетона
с плоской щелью ..........................................................94
Библиографический список .............................................................106
Стр.111