Прикладные работы и исследования в области обеспечения радиационной безопасности и ликвидации радиационного наследия на объектах использования атомной энергии

В отчете представлены результаты исследований по следующим тематикам: «Разработка автономных систем электропитания электропитания длительного срока службы на основе альтернативных источников энергии для удаленных потребителей электроэнергии киловаттного уровня генерируемой мощности», «Разработка методов и средств характеризации радиоактивного загрязнения объектов, выводимых из эксплуатации», «Разработка установки синтеза крупногабаритных кристаллов фторидов методом горизонтальной направленной кристаллизации для создания оптических материалов и эффективных сцинтилляторов», «Использование метода статистического моделирования для расчета эффективности регистрации гамма-излучения нового комплекса подводной спектрометрической аппаратуры, разрабатываемой в рамках подготовки работ по мониторингу Арктической зоны РФ», «Разработка и исследования электрокаталитических и защитных покрытий, получаемых плазменными методами для электрохимических устройств с твердым полимерным электролитом», «Исследование физических процессов поведения многокомпонентных газовых смесей в ядерных системах методами кинетической теории на суперкомпьютерах», «Автономный пуск батареи топливных элементов с твердым полимерным электролитом в условиях отрицательных температур окружающей среды», «Создание новых перспективных материалов радиометрии нейтронного поля на основе Li и Gd и материалов фтор-ионной проводимости, используя инновационный метод ГНК (горизонтально направленной кристаллизации)». В ходе выполнения этапа НИР по тематике: - «Разработка автономных систем электропитания электропитания длительного срока службы на основе альтернативных источников энергии для удаленных потребителей электроэнергии киловаттного уровня генерируемой мощности» : разработаны варианты исполнений автономной энергоустановки на возобновляемых источниках энергии, разработаны электротехническая и теплофизическая модели автономной энергоустановки, проведена серия вычислительных экспериментов и ряд натурных экспериментов. - «Разработка методов и средств характеризации радиоактивного загрязнения объектов, выводимых из эксплуатации»: проведены измерения системой КОРАД распределенных заглубленных источников с ожидаемым видом распределения радиоактивности, в том числе на площадке ВХРАО, в исследованиях по измерениям пространственного распределения радиоактивного загрязнения конструкций и помещений сканирующими спектрометрическими системами проведены измерения протяженных объемных источников и рассмотрены возможности построения изображений с помощью новых методов обработки данных сканирования, рассмотрены возможности применения нового типа кодирующих апертур для получения изображений источников излучения малого размера в области мягкого рентгеновского диапазона. - «Разработка установки синтеза крупногабаритных кристаллов фторидов методом горизонтальной направленной кристаллизации для создания оптических материалов и эффективных сцинтилляторов»: получены данные для различных условий выращивания неорганических соединений фторидов и их влияния на форму фронта кристаллизации в различных модификациях ростовых узлов по первому и второму типу; подобраны необходимые технологические условия для получения неорганических соединений простых и смешанных фторидов, путем использования различных режимов кристаллизации, различных атмосфер кристаллизации, с применением различных модификаций УГТУ и ростовых тиглей, а также синтезированы крупногабаритные галоидные монокристаллы систем MeF2 - RF3 (Me – Ca, Ba, Sr; R – Eu2+, La, Се3+, Tm3+, Nd3+, Pr3+), MeF - RF3 (Me – LiF; R – Sc3+, Gd3+, Ce3+). - «Использование метода статистического моделирования для расчета эффективности регистрации гамма-излучения нового комплекса подводной спектрометрической аппаратуры, разрабатываемой в рамках подготовки работ по мониторингу Арктической зоны РФ»: проведены расчеты для набора дискретных энергий излучения радионуклидов, позволившие определить непрерывные аналитические зависимости чувствительности спектрометров в ППП, по которым с достаточной точностью удалось рассчитать чувствительность подводных гамма-спектрометров серии РЭМ-4х для гамма-излучающих радионуклидов в полубесконечной водной среде. - «Разработка и исследования электрокаталитических и защитных покрытий, получаемых плазменными методами для электрохимических устройств с твердым полимерным электролитом»: проведенные расчеты позволили определить, что метод магнетронно-ионного распыления позволяет сформировать на поверхности ПТС подслой на основе нитридов титана TiNx. Полученные покрытия позволяют повысить степень использования электрокатализатора (Ir/IrOx). - «Исследование физических процессов поведения многокомпонентных газовых смесей в ядерных системах методами кинетической теории на суперкомпьютерах»: создан солвер с первым порядком точности по пространству для решения кинетического уравнения Больцмана (правая часть уравнения Больцмана - интеграл столкновений) на двумерных сетках с прямоугольной дискретизацией пространства для анализа газодинамических процессов в системах различной конфигурации. - «Автономный пуск батареи топливных элементов с твердым полимерным электролитом в условиях отрицательных температур окружающей среды»: в качестве электрохимических генераторов электроэнергии наиболее перспективными и подготовленными к промышленному / серийному применению как в стационарных, так и транспортных энергоустановках в настоящее время являются топливные элементы с твердым полимерным электролитом. В данной работе изготовлен модуль демонстрационного образца мобильного источника автономного электропитания мощностью до 10 Вт на основе модифицированного МЭБ, предложен сценарий автономного «холодного» пуска батареи топливных элементов (ТЭ) с твердым полимерным электролитом (ТПЭ) мощностью 10 Вт от отрицательных температур окружающей среды (температура старта не выше -35 °С) при использовании водородно-метанольной смеси в качестве топлива, проведен успешный «холодный» пуск батареи ТЭ с ТПЭ от отрицательных температур до рабочих параметров. - «Создание новых перспективных материалов радиометрии нейтронного поля на основе Li и Gd и материалов фтор-ионной проводимости, используя инновационный метод ГНК (горизонтально направленной кристаллизации)»: - разрабатывалась и совершенствовалась технология получения новых перспективных материалов детектирования тепловых нейтронов на основе Li и Gd, а также материалов фтор-ионной проводимости.