HIDEGNEUTRON F0RRÄS A KFKI WR-SzH REAKTORÄNÄL

Uiu! !:...í x /

KFKI-1988-WE

ZSIGMOND GY. BARTH P. CSER L, ROSTA L. SZALOK M.

HIDEGNEUTRON F0RRÄS A KFKI WR-SzM REAKTORÁNÁL

Hungarian academy of^ciencea CENTRAL RESEARCH INSTITUTE FOR PHYSICS BUDAPEST

KFKI-19B8-49/F. PREPRINT

HIDEGNEUTRON F0RRÄS A KFKI WR-SzH REAKTORÄNÄL ZSIGMi .0 Oy., BARTH P., CSER L., ROSTA L., SZALÖK M. Központi Fizikai Kutató Intézet 1525 Budapest 114, Pf. 49

ни issN 0.163 ь:'.зо

Zsigmond Gy., Bart P., Cser L., Rosta L., KFKI WR-S2M reaktoránál. KFKI-1983-49/E

Szalók M.: Hidegneutron forrás a

KIVONAT A KFKI WR-SzM reaktorának modernizációjához kapcsolódva egy hidegneutron forrás telepítésére kerül sor a volt termikus oszlop helyén, lehetőséget biztosítva a korszerű anyagkutatás neutronszórással történő folytatásához. Ismertetjük a hidegmoderátorok elvét és részletesen leírjuk a KFKI-ban léte­ sítendő kisméretű cseppfolyós hidrogén cellás hidegforrás működését, bemutat va a különböző részegységeket, továbbá a telepítés és üzembe helyezés mene­ tét. Megadjuk a f5bb kockázati tényezők és biztonságtechnikai követelmények elemzését. Röviden kitérünk a hiüegforráshoz kapcsolódé neutronfizikai eszkö­ zökre.

Кигмокд Д., Барт П., Чер Л,, 1>ошта Л., Салок М.: Холодный источник нейтронов при реакторе ВВР-СМ в ЦИФИ ВАН. КРК1-1988-49/Б АННОТАЦИЯ В связи с реконструкцией реактора ВВР-СМ в ЦИФИ ВАН проводится создание холодного источника нейтронов, который позволяет использование современных методов исследования в области конденсированных сред. Дается принцип холодных эамедлитепей и описывается схема работы холодного источника, реализуемого в ЦИФИ на базе водородной камеры малого размера, а также дается описание хода монтажа и запуска прибора. Приводится анализ важнейших факторов риска и мер безопасности. Кратко характеризуются нейтронно-фиэические оборудования, со­ прягающиеся с холодным источником.

Gy. Zsigmond, P. Berth, L. Cser, L. Rosta, M. Szalók: Cold neutron source at the Budapest WWR-SM reactor. KFKI-1988-49/E

ABSTRACT Upgrading and complete reconstructtun of the KFKI WWR-SM reactor in­ clude* the installation of a cold neutron source in order to improve neutron scattering facilities for condensed matter research. The principles of cold neutron moderators are given and the operation as well as the main elements of the KFKI email size cell liquid hydrogen cold source are presented describ­ ing also the installation and testing procedures. The most important hazard factors and safety problems are anallzed. A short review of the connecting neutron physical devices is presented.

TARTALOMJEGYZÉK

1. A hidegneutron forrás alkalmazásának rövid indoklása

3

2. Elméleti megfontolások

3

3. Hidegneutron forrás létesítése a VVR-SzM reaktornál

7

4. A hidegneutron forrás telepítése

10

5. Hibaforrások, kockázati tényezők, aktív és passzív védelmek

II

6. Üzembe helyezés

15

7. A hidegneutron forráshoz kapcsolódó berendezések

15

- 3 -

1. A HIDEGNEUTRON FORRÁS ALKALMAZÁSÁNAK RÖVID INDOKLÁSA

A KFKI-ban 1959-ben üzembe helyezett VVR-SzM típusú kísérleti atomreak­ tor 1986-88-ban végrehajtott teljes rekonstrukciója ül. modernizálása lehetőséget adott a szilárdtestfizikai kutatásokat is magasabb szintre emelő hidegneutron csatorna, ne­ utronvezetők, és az ehhez tartozó berendezések létesítésére, ill. korszerűsítésére [1]. A kutatási programot alapvetően befolyásoló hidegneutron forrás (2] (további­ akban HNF) létesítésének tervezésénél, a műszaki és gazdasági szempontok figyelem­ bevételénél lényeges szerepet játszott az, hogy a francia-magyar tudományos-műszaki együttműködési megállapodás értelmében több munkatársunk látogathatott el és dol­ gozhatott hosszabb ideig olyan francia intézetekben, (Grenoble, Saclay) ahol úttörő munkát végeztek a hidegneutron források kifejlesztésében (I. irodalmi felsorolásokat). Itt lehetőség nyílt a HNF-fel kapcsolatos sokrétű műszaki, technológiai és biztonsági ismeretek megszervezésére, elsajátítására. A KFKI és a Sat lay-i Léon Brillouin Laboratórium közötti együttműködés ered­ ményeképpen egy már kifejlesztett, minden vonatkozásában optimalizált, a kísérletikutatási technikában üzembiztos működésű berendezésnek nemcsak a műszaki dokunientációjéi, hartem gyakorlatilag a saclay-i EL3 reaktornál már működtetett be­ rendezés komplet kriotechnikai rendszerét, vezérlő automatikáját valamint teljes mű­ szerkészletét megkaptuk. A KFKI feladata így egy már kipróbált és működő HNF rendszernek a hazai reaktorhoz való alkalmazására, a megfelelő csatorna kialakításra, az un. hideg dugó és cella ( № moderátor) elkészítésére, valamint a működtetést ellátó rendszernek, ill. a vezérlő és biztonsági szerveinek felülvizsgálatára és újbóli üzembe helyezésére szo­ rítkozik.

2. ELMÉLETI MEGFONTOLÁSOK A szilárd test fizikai kutatások terén az utóbbi években a bonyolultabb és nagyobb mérettar tontónyú (pl. makromolekulám rendszerek) anyagszerkezeti vizsgálatainál, vagy a nagyfelbontású spektroszkópiában (pl. neutron-spin-? :ho) a nagyobb hullámhosszú

- 4 -

azaz 4 A hullámhossz feletti neutronok alkalma/a^a került előtérne. A kísérleti atom­ reaktorok neutron spektruma Maxwell eloszlású, megfelelve a zóna ill. moderátor-hőmérsékletnek. Így egy vízhűtésű, 300 К feletti zónahőmérsékletű reak­ tor esetén (a KFKI reaktora is ilyen) a Maxwell csúcsot, vagyis a neutronfluxus eloszlási maximumát, a termikus tartományban 1.3 A hullámhossznál találjuk, és a növekvő hullámhossznál a neutronok száma к hatvány szerinti csökkenést mutat. így pl. a 4 A neutronokból a csúcsnál 16-szor kevesebb, és a 8 A-ösökből további 14szer kevesebb az un. hidegtartomány neutron intenzitása. Nyilvánvaló, hogy egy adott moderátor (víz. nehézvíz, grafit stb.) esetén a hideg tartomány fluxus-növelésének egyetlen lehetősége, hogy a zónához közel, a kísérleti csatorna végében, egy igen ala­ csony hőmérsékletre lehűtött, másodlagos moderátort helyezünk el a kilépő nyaláb útjába, ami termálízálja a rajta áthaladó neutronokat. A moderátor anyag megválasztása nem közömbös. Az általában használt gázok hőmérséklet-nyomás egyensúlyához elég éles moderálási hullámhossz-maximumok tar­ toznak. A jó termalizátás feltétele, hogy a neutronok, mielőtt kilépnek a moderátor­ ból, minél nagyobb számban ütközzenek és a lehető legtöbb energiát veszítsenek. Az ideális moderátor tehát olyan folyadék lenne, ami nagyszámú gyengén kötött atom­ mal rendelkezik, és amelyiknek a tömege a neutron tömegéhez közeli értékű. Visszatekintve a kezdeti eredményekre, VAN DINGENEN és HAUTECLER S. [3] majd VAN DINGENEN [4] vizsgálatai jó összehasonlítást adnak különböző moderátor anyagok, főleg hidrogénszármazékok moderációs tulajdonságairól 77 К hő­ mérsékleten. A vizsgált anyagok (etilalkohol, metilalkohol, petroléter, ammóniák, benzol stb.) Összehasonlításában a metán látszott a legkedvezőbbnek. Tartós használatára mégsem került sor reaktor körülmények között, mivel sugárzás hatására polimerizálódík. Hasonlóan hátrányos tulajdonsága minden hidrogén vegyületnek, hogy a kívána­ tos 20 К körüli hőmérsékleten szilárd halmazállapotúak, és a gyorsneutronok hatásá­ ra szerkezeti sérülést szenvednek. Egyéb problémák is felmerülnek a szilárd állapotig lehűtött gázokkal, de folya­ dékokkal is (pl. a D:0), nevezetesen a gátolt hővezetés miatt a nukleáris fűtésből eredő hőfelszabadulás átadása a környezetnek, de a hőtágulás okozta problémák is, főként pedig a DzO jég radiolizise. Azt a törekvést, hogy a moderátor hőmérsékletét minél alacsonyabbra lehessen leszállítani - természetesen a biztonság elhanyagolása nélkül - a felhasználás szem­ pontjából nem közömbös intenzitás nyereség is indokolja, ami a neutronszórás vizs­ gálatok amúgy is hosszú mérésidejét jelentősen megrövidítheti. A fentebb hivatkozott vizsgálatok azt mutatták, hogy egy 295 К környezeti hőmérsékleten levő moderátor-

- 5 -

hoz képest, pl. 77 K-ra hiítött moderátor a 4 Ä neutronhozamot 8-szorosára, míg 20 K-on 13-szorosára növeli (I. 1. ábra).

1. ábra. A termikus egyensúlyban levő neutron fluxus-eloszlásának hőmérséklet függése (16) Érthető, hogy a 20 К körüli legkedvezőbb neutron hőmérséklet eléréséhez a to­ vábbi kutatások és az alkalmazás is, gyakorlatilag szinte kizárólag a 20,4 К forrás­ pontú cseppfolyósított hidrogén felé orientálódott. Egy minden szempontból megfelelő hidegforrás beláthatóan olyan anyag felhasz­ nálását teszi si-ükségszeriivé, amelynek a diffúziós hatáskeresztmetszete nagy, az ab­ szorpciós hatáskeresztmetszete az 1/v összefüggés miatt viszont kicsi (v = neutron sebesség). Webbs [6] vizsgálatai is megerősítik, hogy az ideális moderátor anyag olyan, melyben a molekuláris rotációs energianívók igen alacsonyak, ami lehetővé teszi ezek­ nek a nívóknak a neutronok által történő gerjesztését, vagyis a neutronok a rugal­ matlan ütközés során energiát veszítenek, tehát a 0,005 eV-nál kisebb energiájú (4 A-nél nagyobb hullámhosszú) neutronok száma jelentősen megnövekszik. A hidegmoderátor mérete és formája alapvető fontosságú a HNF optimális pa­ ramétereinek kialakítása szempontjából, egyfelől a nukleáris hőfelszabadulás lehető csökkentése, másfelől a kicsatolni szándékozott neutronhozam növelése miatt. Az

- 6 erre vonatkozó vizsgálatok [2,3,4], és [ó] főleg grafit vagy D2O moderátorú reaktor­ ban, a reaktor-magra (központi rész) néző. vagy belehelyezett hidegneutron moderátorral történtek. Grafit-moderátorú reaktor esetén a hidegforrásból kiszóródó, már termalizáit neutronok a közelben levő grafitba lépve újra ütköznek a lényegesen magasabb hő­ mérsékleten (300-400 K) levő grafit atomokkal és részben újra visszajutnak a hideg moderátorba. A grafit viszonylag kis szórási hatáskeresztmetszete miatt azonban igen hosszú utat tehetnek meg a grafitban, ahol is a térszög minden irányába szóródva csak kis részük kerülhet valójában a hidegmoderátorba vissza, és léphet ki a kívánt irányba. Normálvíz-moderátorú reaktor esetén (pl. a KFKI VVR-SzM típusú reaktora) pont a fordított eset áll elő. A reaktor H2O moderátorába visszaszóródó hidegneut­ ronok csak rövid utat tehetnek meg a lényegesen nagyobb hatáskeresztmetszetú* kö­ zegben, néhány ütközés után felmelegszenek, de a hidegforrás közelében maradnak, így az újbóli visszalépésük, majd az onnan való kijutásuk valószínűsége a kicsatolás irányába sokkal valószínűbb. A nehézvíz (D2O) moderátorú reaktorok esetén, amint azt Saclay-ban az EL3 és Harwellben a DIDO-n végzett vizsgálatok mutatták [14] egy fentiek közti lehető­ séggel lehet számolni. A mi esetünkben (normálvizes moderátorú reaktor, kvázi tangenciális nyalábkicsatolás) a várható fluxus-, ill. moderációs arányokat jó közelítéssel lehetett számol­ ni [21,22), de pontos adatokat csak az üzembe helyezés utáni ilyen irányú mérések fognak szolgáltatni, hasonlóan a külföldön már működő hidegneutron forrásokhoz. A világon jelenleg működő és 1990-es évek utánra tervezett hidegneutron for­ rásokat az I. táblázatban (l9.old.) soroltuk fel, specifikus adataiknak mellőzésével. Elsősorban a hidrogén, ennek is az orto-para keveréke bizonyult a legelőnyö­ sebbnek, és került a legtöbb esetben alkalmazásra amint ez az I. táblázatból látha­ tó. Érdemes megjegyezni, hogy spektrális szempontból a folyékony deutériummal működő HNF a legjobb [13], azonban ennek a költségei és technikai nehézségei sok­ szorosan meghaladják egy hidrogénforráséi. A 2. ábra a H2 moderáció arányát ill. a G intenzitás nyereséget szemlélteti. Saclay-ben és Harwell-ben végzett mérések [14] a 4,2-8 Л hullámhossza tartomány­ ban 6-11-szeres intenzitás növekedést mutattak. Az eredmények azt mutatták, hogy • 4 A feletti neutronokra a 30% H2 - 70% D2 arányú keverék a legketVezőhb (2. ábra) [6].

- 7 -

70 Mért в arány

A= 6.8 A

15 A = 5.64

10 5

1

50% Г f

33% . 60% gaz Of 0

'

25 50 75 H, foly Ш

WO ~'°

2. ábra. A neutronho/am növekedése a M: orto-para keverék arányának függvényében Magyarázatul szolgál a fentiekre, hogy a pára (normát) hidrogén abszorpciós ha­ táskeresztmetszete л 4 Л neutronokra 0,7 Barn, -3800-szor nagyobb mint az orto vál­ tozatáé, ami HU)' Barn. 4

A pára hidrogén diffúziós hatáskeresztmetszete viszont 3 Ä hullámhosszon 40szer kisebb mint az orto változatjc. Külön ( obiémát jelent az is, hogy a moderátor mindenkori hőmérsékletéhez onn-para-hidrogén egyensúly tartozik. Ennek felbomlá­ sa kellemetlen másodlagos jelenségek forrása, mint pl. az "upseattering" a buborék­ képződés, és maga a neutron felmelegedése a kiváló orto hidrogénben. Emiatt tehát a legszigorúbb hőmérséklettartásra van szükség nemcsak a moderátor cellában, ha­ nem az egész zártkörű hidrogén rendszerben, amit pl. a kondenzációs elven műkö­ dő PHILIPS gyártmányú hélium-hidrogén cseppfolyósító és ellenőrzi rendszere az autonom vezérlő-berendezésével biztosít.

3. HIDEGNFl TRONFORRÁS LÉTESÍTÉSE Л VVR-SzM REAKTORNÁL

A KFKI reaktorához telepítendő' HNF tervkoncepciójánál a következő főbb szempontokat vettük figyelembe. - A hidegforrásnak a reaktorra gyakorolt hatása elhanyagolható legyen;

- в- A reaktor rekonstrukcióját nem befolyásoló módon lehessen megvalósítani, igazodjon a meglevő létesítményekhez (reaktortömb. épületek stb.) és a Magyaror­ szágon megvalósítható technikai Föltételekhez, valamint eleget tegyen a szükséges biz­ tonsági követelményeknek; - Biztosítsa a kutatási programnak megfelelő' neutronhozamot; - Szerény anyagi ráfordítással és alapvetően a KFKI szellemi és műszaki bá­ zisára építve lehessen létrehozni. A fenti szempontok, valamint az előző részben leírt elemzés alapján az a dön­ tés született, hogy egy vízszintes bevezetési, a Be-reflektorban speciálisan kiképzett üregben elhelyezett cseppfolyós hidrogént tartalmazó, kisméretű cella formájában kell a hidegforrást megvalósítani oly módon, hogy egyszerre több, a zónához viszonyítva tangenciális neutron nyaláb kicsatolására legyen mód. E feltételeknek alapvetően meg­ felelt az f-1,3 reaktornál (CFiN Saclay) üzemeltetett HNF koncepciója |I6|, ezért ke­ rült sor arra, hogy ennek a rendszernek a főbb egységeit - igen előnyös föltételek mellett a NA ÍJ közvetítésével - a francia intézettői átvettük. A Saclay-i minta alap­ ján és nagyrészt onnan beszerzett részegységekből összeállított komplett berendezés vázlata a 3. ábrán látható (az értelmezéshez a főbb alkatrészek »II. szerelvények lis­ tája hozzásegít). 1

A moderátorként használt gáz nagy tisztaságú (< 2 ppm oxigén tartalmú ) ortopara keverékű hidrogén. C'seppfolyósításá! egy Philips gyártmányú tandem kriogenerátor végzi, kalorikus teljesítménye 2\ 100 W, teljesen automatizált vezérlő berendezéssel és biztonsági védelemmel ellátva. A kompresszor zárt gázkörű, kb. 30 gramm héliu­ mot tartalmú/, üzemi közepes nyomása 29 bar. A cseppfolyósítandó hidrogén a hé­ lium kompresszor mozgó (dugattyús) részeitől hermetikusan e.választott, teljesen zárt hengerfej külső palástján kondenzálódik (I. működési vázlat, 3. ábra 1-11 eleme). Az üzemeltetéshez szükséges hidrogént egy külső, szabad térben felállított 2 nr es ballonban. 3 bar nyomáson tároljuk, ugyanitt kerülnek elhelyezésre, megfelelő vé­ delemmel ellátva, a feltöltéséhez szükséges orto-para keverékű hidrogéngáz ballonok a gáz szűrő-tisztító, a tároló és csőrendszer kiöblítéséhez szükséges inert-gáz tartály. ezek nyitó-elzáró szelepei, manométerei stb. (3. és 4. ábra). A hidrogénkör bizton­ sági ellenőrző rendszerének vázlata az 5. ábrán látható. Műkiulő cseppfolyósító, ill. a moderátor hűtése esetén a gázkörfolyamat rekondenzálása 1.3 bar konstans nyomáson megy végbe. A kondenzált hidrogén kettős­ falú, vákuumszígetelt csővezetékben szabadeséssel kerül a reaktorzóna Be reflektorába elhelyezett, kb. 5(10 cm térfogatú HNF cellába. A cella geometriáját részben a francia tapasztalatok alapján, részben a/ elvég­ zett kalorikus és neutron hozam s/ámításokkal határoztuk meg [22.23]. A tervezett 1

- 9 cellában a hidrogén moderátor vastagsága kb. 5 cm. A nukleáris fűtés és egyéb hőveszteségek miatt párolgó hidrogén még hideg gáz állapotban jut vissza a cseppfolyósítóba ahol újból kondenzálódik. A hóveszteségek miatt a moderátor cella vákuumköpenyben helyezkedik el, amit még egy biztonsági célokat szolgáló héliumköpeny, majd egy zártkörű rendszerben cirkuláltatott demineralizált vízzel hű­ tött köpeny vesz körül. Ezeket az un. "dugó" 150 bar-ig nyomásbiztos legkülső köpenye burkolja. Hirtelen keletkező nagymértékű párolgás esetén (üzemzavar!) fellépő belső túl­ nyomásra a (15) vagy (30) hasadó-membrán (I. 3. ábrát) kh. 3,75 bar nyomás felett átszakad és a túlnyomásos hideg gázt az épületen kívüli (37) kipufogón keresztül ki­ ürít!. Ezt a kipufogót a (40) 3,55 bar nyomáson nyitó szelep zárja le, ill. tartja 3 bar nyomáson a benne levő hélium gázt, amibe heleürít az üzemhiba esetén a moderá­ tor tartályban fellépd gyors párolgásból eredő nyomásnövekedés, és az épület tető­ szintje felett a szabadba vezeti ki a most már gázállapotú hidrogént. A cseppfolyósító és a hidrogén gázt szállító vezetékek közelében több helyen H2 detektorok figyelik a környezet hidrogén szennyezettségét, és már a veszélyessé­ gi keveredési határ alatt akusztikus és fény riasztó jelzést adnak, majd növekedése esetén automatikusan leállítják a működési. Termi-szelesen ilyen esetben is szükség­ szerű sőt kötelező az üzemeltető vagy kísérletet végző személy(ek) részére a haszná­ lati, kezelési, és biztonsági előírások szerint e'.járni, és az esemény következményeit az üzemeltetési naplóban feljegyezni. Szükség esetén az utasításoknak megfelelően azonnal értesíteni kell a következményeket elhárító felügyelő szerveket (üzembizton­ sági, tűzvédelmi, munkavédelmi stb.). A 3. ábra működési vázlatának egyéb ellenőrző, biztonsági és működést szabá­ lyozó elemeire e rövid ismertetés kapcsán nem térünk ki. Ezek részben a 6. ábrán látható elektromos vezérlő szekrény manuális kiszolgáló szerveivel, részben pedig a rendszer működési állapotát kijelző ill. ellenőrző biztonsági rendszerrel kapcsolato­ sak. Hasonlóképpen nem tárgyaljuk itt az egyéb kiszolgáló berendezéseket mint pl. vákuumszivattyúk, manuális vagy elektromos záró-nyitó csaptelepek, szelepek, nyomás­ mérők, H2 indikátorok, demineralizált vízhűtőrendsze., valamint az üzembe helyezés­ sel Hl. üzemeltetéssel kapcsolatos előírásokat, és különleges esetekre vonatkozó tennivalókat, amelyek ismertetése részletes biztonsági analízisben ill. leírásban kerül sor és ezt bocsátjuk az üzemeltetők, kísérleteket végzők rendelkezésére. Ez egyben azokat a kötelező tevékenységeket, felügyeletet és eljárásokat is tartalmazza amik egy esetleges anomális működés, vagy veszélyt hordozó meghibásodás, gázömlés esetén az üzemeltető közvetlen és azonnali intézkedését követelő tevékenységeket és maga­ tartásokat rögzití.

- 10 4. Л HIDEGNEUTRON FORRÁS TELEPÍTÉSE

A htftött moderátor, és az utána elhelyezett a neutron nyaláb kicsatolására szol­ gáló tükrös neutronvezetők előtagja (nyaláb osztó) a volt termikus oszlop megfelelő átalakítása titán az új tangenciális csatorna dugójába kerül beépítésre. I / a lépcsős hengeres vasszerkezet egyúttal megfelel5 zárást biztosit a rések letakarására, ami meg­ oldja a környezet biológiai védelmét, csökkenti a mérések szempontjából igeit hátrá­ nyos hátteret. A HNF cella a reaktor Be moderátorában helyezkedik el a reaktorzóna ten­ gelyfelezőjére 6°-os szögállásban. Az osztott nyaláb egymáshoz képest ill. a középső­ re vonatkozó n"-hoz képest +2", -2°-ra nyílik szél, igy a csarnokon és az új mérőcsarnokon átvezető tükrös neutronvezetők a három nyalábot egymástól annyira szétválasztják, hogy egyidejűleg használható, egymást nem zavaró három különböző mérőrendszer telepítésére ad lehetőséget. A kriogene rátör, a kézi működtetés szervei, valamint az elektromos kapcsoló­ szekrény a kijelző és védelmi rendszerével együtt a csatorna előtt ill. felett elhelyc zett acél szerkezetű állványon kerül elhelyezésre (7. ábra) ahova fémlépcsőn lehet feljutni. Biztonsági szempontból a vezénylőszekrény biztonsági leállító rendszerének kapcsolója párhuzamos működtetésben a földszinten, az oldalvédelmen kívül is mű­ ködtethető. A csatorna nyitását-zárását a reaktorfal előtt elhelyezett, pneumatikusan v. kézzel működtethető vastag vasiárcsa-zár biztosítja. A dugó vízhiKtését a padozat-szinten elhelyezett demineralizált. zárt rendszerű, tárolóból nyert, szivattyúval cirkuláltatott hűtővíz biztosítja. Ugyancsak a padozat-szin­ ten kerül elhelyezésre a kriogenerátor vízhűtő, keringtető ill. csatornázási rendszere. A kríogenerátor működtetését biztosító vezetékrendszer (pl. gáz) a vonócsator­ nába kerül elhelyezésre a padozat alatt, védetten, kettős csőrendszerben, és az épü­ let oldalfalának áttörésével (a 103 helyiség mellett) lép ki a szabadban elhelyezett gáztárolóhoz vezetve (4. ábra). A különleges gonddal beszabályozott tükrös neutron vezetőket a reaktor csar­ nokon belül részben a biológiai védelmi szempontok, részben a mechanikai sérülé­ sek lehetőségének, vagy más okból bekövetkezhető elállítódás elkerülése miatt oldalról és felülről megfelelő védelem veszi körül a belső bejárási lehetőség biztosításával. Hasonló védelmet alakítunk ki a mérőcsarnokban is a tükrös neutronvezetők körül. A hidegneutronforrás reaktorcsarnokon belüli és a mérőcsarnokban történő osz­ tott nyalábú tükrös neutron vezetők telepítésének vázlatát a 8. ábra szemlélteti.

- 11 5. HIBAFORRÁSOK, KOCKÁZATI TÉNYEZŐK, AKTÍV ÉS PASSZÍV VÉDELMEK

A HNF telepítésével és üzemeltetésével kapcsolatban, a biztonsági szempontok elemzésénél az alábbi kockázati tényezőket kell figyelembe venni: Reaktor rizikó. Kriotechnikai rizikó. Kémiai rizikó. Külső rizikó.

5,1. Reaktor rizikó A hidegneutron forrás u rcaktorzónu Be reflektorral körülvett szélét látja, ahol is a tervezett elrendezés olyan, hogy a hűtött moderátor cellában a nikleáris lió'felszabaduiás a megengedhető szintet nem haladja meg, és a nemkívánatos gyorsneut­ ron és gamma hányad is kisebb. A/ elhelyezés geometriája biztosítja azt is, hogy az üzemeltetése, az indítás-!« MIIÍUÍS, - esetleg előforduló műszaki meghibásodás, gyors felmelegedés, a működő zóna egyensúlyi állapotát alig perturbálja. és elhanyagolható változást okoz a reaktor teljesítményben, annál is inkább mert a moderátorban tárolt ill. cirkuláltatott folyékony hidrogén mennyisége a reaktor moderátor térfogatához ké­ pest elenyészó'en kevés. A hidegforrás hűtőközegének hirtelen elpárolgása a zárt rendszerben a cella és környezetének, a csatlakozó tápvezetékek, és a külső-belső burkolat erős felmelege­ déséhez vezethet a nukleáris fűtés további nn^llása miatt, szélsőséges esetben a mo­ derátor cella Al anyagának olvadása is bv nézhetne. Ezt megelőzendő, a kritikus helyeken elhelyezeti hőérzékelők jelzésére a cellát körülvevő vákuumteret. ill. kö penytér foga tot He gáz árasztja el. ami a jó hővezető tulajdonsága miatt meg/ lelő hőátadást biztosít a továbbra is működő legkülső vízhűtéses köpeny, ill. kamrafal fe­ lé. A dugó külső köpenye, ill. a cellát körülvevő kettős köpeny ugy van méretezve, hogy 150 bar túlnyomást is kibír. Tapasztalatok és modellezési vizsgálatok eredmé­ nyi szerint [6] még a legszélsőségesebb esetben sem lép fel ezt még csak megköze­ lítő nyomás sem. (

Végtelen kicsi л valószínűsége annak, hogy három független hiba egyidejűleg következzen be mint pl. a cella vagy hozzávezető tápvezetékek repedése, és egyide­ jűleg mindkét védőköpeny serülése vagy tömítetlensége, amikoris a cellát körülvevő

- 12 vákuum köpenybe levegő jutva kismennyiségű égő ill. robbanóképes elegyet képez a hidrogénnel. Л teljes biztonság erdekében azonban a hűtőrendszer köpenye és ellá­ tó vezetékrendszerének megfelelő helyein Mallory gyártmányú detektorok figyelik a teret (Zn-O szárazelem) és a minimális szinte nyomokban észlelt oxigén esetén le­ állítja a H> hűtőrendszert, egyben figyelmeztető akusztikus és fényjelzéseket vált ki. Természetesen az egész hidrogén hurok leiépítésében elkerülendő' minden olyan szer­ kezeti anvag alkalmazása (pl. réz) ami oxidánsként szerepelhet. A vizsgálatok tapasztalatai és helyzetelemzések szerint a reaktor üzemeltetési kockázata teljesen kizárt, vagyis a HNF beindítása-leállítása, esetleges üzemzavara a reaktor programját nem befolyásolja. Egyedül a vízhűtéses köpeny felmelegedése, a cirkulációs rendszer meghibásodása indokolja a reaktor leállítását - a hidegforrás vé­ delme érdekéhen, hogy a nukleáris fűtés következtében károsodást ne szenvedjen a túlmelegedés hatására. Megjegyezzük, hogy a reaktorüzemre vonatkozó minimális koc­ kázat ellenére a MNI főbb működési paraméterei állandó megjelenítésre kerülnek a reaktorvezénylőbcn. Л fentiekből azt a fontos következtetést lehet és kell levonni - amit ez a vilá­ gon több helyen is működő hidegneutron-forrás használatában elfogadott, hogy hideg­ forrás nincsen hatással a reaktor működésére, ezért a reaktort és a hidegforrást biztonságtechnikai szempontból különálló egysegekként kell kezelni. Ennek megfele­ lően szükségtelen egyfelől a HNF miatt különleges előírásokat alkalmazni a reaktor­ ra, másfelől a hidegforrásra valamennyi reaktor-biztonsági követelményt érvényesíteni. Ennek következtében szükségtelen a reaktorra voknatkoző biztonságtechnikai előírá­ sok alkalmazása. Mindazonáltal a MNE-fel kapcsolatos számos felügyeleti, ellenőrzé­ si, engedélyeztetési kérdés - véleményezési, ajánlási jogkörrel - a NAÜ hatáskörébe tartozó tevékenység, mint ahogy ez több külföldön üzemelő hidegforrás esetében is érvényesült.

5.2. Kriolrchníkai rizikók és hibalehetőségek a) Nyomásváltozás a hidrogén körben. Okozója a kríogenerátor mechanikai hi­ bája, hűtés csökkenés vagy kimaradás, tömítettenség stb. lehet. Bekövetkezése esetén az autonom védelem kontaktmanométere (3. ábra (II)) leállítja a kriogenerátort. Ugyanez történik ha a nyomás a beállított értéket túlhaladja. Ilyen esetben az l.sz. utasítások szerint kell eljárni.

- 13 b) Vákuum-hőszigetelés csökkenése. Ha a nyomás 5 UV" bar fölé emelkedik a kriogenerátort le kell állítani, és a jelenséget körülírva az ellenőrző naplóba be kell írni. c) Csatlakozásuk és tömítéseinek hibái, csőrendszer tömítetlenség esetén a (19) manometer kijelzése után a b) pont szerint kell eljárni. d) Hidrogén szivárgás a csatlakozó tömítéseknél. Ezek közelébe szerelt hidro­ gén detektor két küszöbértéknél működik: - figyelmeztető küszöbérték esetén (0,5% Hz jelenléte a levegőben) akuszti­ kus jelzést ad. - riasztási küszöb esetén: (1.5% H: felelt) az ? .sz.utasítás szerint kell eljárni. Egyidejűleg meg kell tiltani minden nyíl; láng használatát, eltávolítani minden maga­ sabb hőmérsékleten működő esetleg izzó berendezést, (pl. kályhák), motorok elekt­ romos fogyasztók ki-be kapcsolását, daruzást. és bármilyen más szikrakeitési lehetőséget. A környezetben sürgősen hidrogén-detektálást kell végezni hordozható detektor­ ral. Nagyobb koncentráció érték esetén a kriogenerátort le kell állítani, az eseményt a naplóban rögzíteni kell. a külső ballaszt-tartály főcsapját el kell zárni (megközelít­ hető a 103 helyiségben nyitandó külső kijárást biztosító kis ajtón keresztül közvetle­ nül). e) A moderátor («Ingó) demincralizált vízhűtő rendszerének működését egy áram­ lás indikátor ellenőrzi. - Normális működés értéke kh. 225 l/h. - Riasztási alsó küszöbérték 125 l/h. - Riasztási felső küszöbérték 250 l/h. A hűtővíz hőmérsékletét termopárok mérik a be és kiáramlás helyén. A mért értékek a vezérlőszekrény kijelzőin láthatók. A riasztási hőmérséklet a beállított ér­ ték felett + 12 °C. Hűtővíz szivárgást a rendszer mélypontján a padozat alatt elhelyezett detektor ellenőrzi és jelzi. - A demineralizált hűtőkör részleges vagy teljes kiesése esetén a hőmérsékle­ ti riasztás jelzés után a hűtőrendszer leállítandó. - A zártkörű így adott volument keringtető hűtőrendszerben fellépő tömítet­ lenség esetében a hiba korrekt kijavítása ill. megszüntetése elengedhetetlen. A leál­ lás módját és sorrendjét az üzemeltetési előírások tartalmazzák, míg riasztási jelzés esetén a biztonsági szabályzatban leírt utasítások szerint kell eljárni. Megjegyzés: a tandem kríogenerátornak önálló hőmérséklet, nyomás, vibráció stb. ellenőrző rendszere autonom védelmet biztosít (I. 6. ábra).

- 14 S3. Kémiai rizikók Ismeretes, hogy a H2-O vagy Нг-levegő igen «»zéles, kb. 4-94% ill. 4-75% keverék arányban gyulladás (égés) ill. robbanóképes. Az önlobbanás hőmérséklete 560 °C, az önlobbanáshoz szükséges energia 15 °C hőmérsékleten 760 Tor nyomáson 2 H)" Jo­ ule. Égése gyakorlatilag nem látható. Hevesen reagál némely gázzal (pl. fluor, klór, nitrogénprotoxid stb.), sok anyaggal szemben nagy adszorpciós és diffúziós tulajdon­ ságot mutat. Figyelembe veendő az is, hogy a folyékony hidrogénbe került oxigén kifagy (szi­ lárd fázisúvá) és robbanási veszélyt jelenthet. Esetünkben a robbanási veszélyek csökkentése ill. teljes elkerülése érdekében a zárt rendszerben elimináltunk minden oxidáns szerkezeti anyagot, így oxigénnel ke­ veredni csak a külső szab .d tér felé tud amikor csakis égés következhet be (szúró láng). A kis mennyiségű hidrogén miau, de a hatásos védelmi berendezések miatt is, ennek is igen kicsiny a valószínűsége, mivel a nyomás, hőmérséklet és hidrogén de­ tektorok jelzésére a keringtetési folyamat leáll, és a hidrogén főcsap elzárásával min­ den utánpótlás megszűnik. Amint már említettük és hiteles forrásmunkákra is hivatkozunk, a reaktor csa­ tornában elhelyezett teljesen zárt, robbanásbiztos, többkamrás un. hideg dugó reak­ tor rizikótényezője nullának tekinthető. Szabadtérben bekövetkezhető begyulladás rizikófaktora is minimális, amit rész­ ben az aktív, részben a passzív védelem, továbbá a használatra és kezelésére jogosí­ tott személyeknek a védelemre való megfelelő kioktatása is biztosít. 5

5.4. Külső rizikó faktorok A berendezés ilyen típusú rizikófaktorát (pl. földrengés, épületkár stb.) egyet­ len üzembe hclvezett és működő hidegneutron forrás leírása és biztonsági előírásai vagy védelme sem tárgyalja. Az a lény, hogy a 2 m" űrtartalmú hidrogén tároló a reaktor épületen kívül, a falaktól több méter távolságban kerül telepítésre, már csak a kis mennyiség miatt is, de a szabadban való keveredés és "elillanás" lehetősége mi­ att még a fenti esetre sem jelent rizikót.

- 15 6. ÖZEMBE HELYEZÉS A berendezés első üzembe állítása vagy próbaüzeme előtt a következők szeri:.; kell eljárni: - Értesíteni a NAÜ-t és a hazai illetékes szer/eket. Ezt megelőzően: - Megvizsgálni az egyedi berendezéseket, készülékeket és szerelvényeket mű­ ködésük megbízhatóságának szempontjából. - A hidegneutron forrásnak a reaktorba való telepítése előtt elvégezni a komp­ lett működő rendszer kísérleti üzemeltetését. - Hibahelyzet és következmény vizsgálatot kell végezni az áram, víz és min­ den más folyadék szolgáltatás teljes kimaradásának esetére. (Reaktoron kívüli vizsgá­ latok mű-hőterheléssel.) - Elkészíteni a karbantartási, biztonsági és üzemeltetési előírásokat, erre a hasz­ nálókat kioktatni. - Elkészíteni a működési zavarok és veszélyhelyzet esetére érvényes biztonsá­ gi előírásokat, amelyek a berendezés közvetlen közelében, megfelelően védett, de hozzáférhető helyen mindig kéznél kell legyenek. - Kötelezővé kell tenni a munkanapló, egyben eseménynapló vezetését.

7. A HIDEGNEDTRON FORRÁSHOZ KAPCSOLÓDÓ BERENDEZÉSEK

A HNF dugóban elhelyezett moderátor után a kilépő nyalábot tükrös neutronvezetők három, egymástól jól elválasztott független nyalábra osztják. A neutronvezetők 25x100 mm belső-üreg méreftf, üveglapokra pároH néhány ezer A vastagságú Ni reflektáló réteggel borított, zárt szelvénnyé összeragasztott üre­ ges testek. A tükör elemek 75 cm egységnyi hosszban egymásután illesztve, vákuum­ tömítve, egy jusztáiható nagypontosságú beállítást és rögzítést biztosító kengyeles befogó ill. tartószerkezetben nyugszanak és vezetik a moderátorból kilépő, három nya­ lábra osztott "hideg neutronokat" a mérőcsarnokba. A neutronok levegőn való szóró­ dásának csökkentése miatt а tükrös vezetők a teljes út hosszú kon (a zárt szelvényeken belül) kb. 10" bar nyomásra vannak leszfva. Közvetlenül a hidegforrás dugója után, a reaktorfalon kívül helyezkedik el a mindhárom nyalábot egyszerre elzárni képes csatornazár. Ezt, valamint az utána kö­ vetkező neutronvezető s/akaszt 6 m hosszúságban védelmi elemekből összeállított "alagút" veszi körül а megfelelő biológiai védelem biztosítására. 2

- 16 -

A reaktorcsarnok hátsó talán átvezetett neutronvezetők az újonnan épült mérőcsarnokba juttatják a három neutronnyalábot (8. ábra), melyekből kettőt még a re­ aktorcsarnokban elhelyezett mechanikus sebesség szelektorok segítségével monokromatizáltunk. A mérőcsarnok ad helyet az anyagvizsgálati kutatások végzésére szolgáló beren­ dezéseknek a 8. ábrán föltüntetett elrendezésben. A modernizált háromtengelyű spekt­ rométer, diffraktométer üzemmódban helyzetérzékeny detektorral ellátva; a legmodernebb francia gyártmányú XY-deiektorral és elektronikával fölszerelt kisszögű szórásvizsgáló berendezés; a Leningiádi Magfizikai Intézettel közösen építendő neutron-spin-echospektrométer- kiegészítve» reaktorcsarnok termikus nyalábjait használó dinamikus neutron/gamma radiográfiai berendezései ill. a multidetektorral ellátott diffraktométerrel együtt magas színvonalú szilárdtestkuta;ási tevékenység végzésére al­ kalmas, nemzetközi kooperációkra nyitott neutronfizikai laboratórium alapját képezik.

I-ORRÁS

MUNKÁK

IRODALMI HIVATKOZÁSOK

[I] L. (\ci. I . l-'rankl. N. Kroó, 1,. Rosta, Fi Sváb, Neutron Scattering Perspectives at the Budapest WWR-SM Reactor after Reconstruction, Proc. Int. Conference, Jülich. I9K5. lAl;A-CN-46/l05P

N. Кто. I... Rosta. L. Cser et al.; Proc. Workshop on Neutron Physics, Budapest, 1986.

Mezei Гч-renc: Anyagkutatás neutronszórás vizsgálatokkal, Tanulmányterv, 1985. (2) I. Biitterworih. P.A. Megelstaff, H. London. F.J. Webb, Phil. Mag. 2. 917, (1957) A. líicaz. Rapport С.Е.Л. N" 2012 Comissariat a 1'Energie Atomic (1962) [3] W. Van Dingcncn. S. flautecler, C.E.N. Rep. R. 1888 (1960) [4] W. Van Oingenen, Nucl. Instr. Meth. 16. 116 (1962) (5] Y. Dcpierre. Thesis, I-'ac. des Sei. de l'Université Grenoble [6] F.J. Webb, A.I H.H., Harwell, Berks (I%3) [7] R.R. Come. J. Dural. Rev. de Pbys. Appl. Tom 2, No J (1967) [8) D. Blum ami All.. (Nucl. Instr. Meth. 104, 509-516 (1972) [9] I.M. Astruc, G.II. Gobrecht, Inst. F.aue-Langevin. Grenoble (1987) (10) Rapport DSN N" 180, Guide de Sccurite Hidrogen.-CEA-CERN Com. a I'Energic Aloinit|iie. - Пер. de Surfte Nuclaire (1978)

- 17 -

[11] The Installation of a Second Cold Source in the High Flux Reactor at the Insti­ tut biiie-langevin - Grenoble, Sept. I°81 [12] A. Axmann, H. Buchholz, H. Dachs, K. Wasserroth, Dokumentation zum Projekt Aushau BFR II, - Hahn-Meitner Inst, für Kernforschung, Berlin, (Januar 1982) 1131 P. Ageron, Proc. im. Conference, Jülich, I9KS. IAEA-CN-46/016

Л KFKI ban felépítésre kerülő, előzőleg Saclav-ban (F) működött HIMF-re vonatkozó forrásmunkák címfordításai [14] Folyékony hidrogén hurok "hidegforrás" a Saclay-i Hs csatornánál. Leírás és utasí­ tás az üzembe helyezésre. C.E.N. Saclay (1%°) [15] Folyékony hidrogén hurok. Szerelési utasítás. B. Farnoux, C.E.N. Saclay, CEA-N1613 publ. (1973) [16] Hidrogén hurok a Hs-El-л csatornánál. G. Der Nígohossian, CEA-N-1571, Centre d'Études Nucléaires de Saclay. [17] Üzemeltetési irányelvek a Hs kísérletekhez. R. Grand Moursel, C.E.N. Saclay, SPS/EL/73/165/RGM/SK (1973) [18] Neutronok lassítása igen alacsony hőmérsékleten. A lacaz, Rapport CEA-N- 2012 C.E.N. Grenoble (I9b2) [19] Önálló (autonom) hidrogén és hélium cseppfolyósító. F. Lafay, Ing. I.C.A.M. és a Compagnie Francaise Philips.

Hazai forrásmunkák

[20] Tanulmányterv. Folyékony Ifz-vel hűtött hidegneutron forrás telepítése a hidegüzem VI1/2 épületében a reaktoron kívüli kísérleti üzemeltetésre. Szatók Mihály, KFKI (1985 szept.) [21] Tanulmányterv. Hidegneutron forrás telepítése a KFKI kutató reaktornál. Szalók Mihály, KFKI (1484 aug.) [22] Biológiai védelmi s/ámítások a VVR-SzM reaktor rekonstrukció során kialakí­ tandó hiJegneutron csatorna tervezéséhez. Végh János, KFKI-AEKI-RO, 1986, és Hőfejlődcs számítása a rekonstruált VVR-SzM reaktor biológiai védelmében és a hidegneutron forrásban, Vértes Péter. AEK1, RO, 1983.

- 18 |23] Kutató és fiktató atomreaktorok nukleáris biztonsági szabályzata.

Л/

1/1ЧК1.

OAIVM sz. utasítás 2л/. melléklete. Országos Atomenergia Bizottság (l«>HI> [24] Kritikus es s/uhkrittkus rendszerek, kutató és oktató atomreaktorok gépészeti ber­ endezéseinek minőségbiztosítási szabályzata. Az 1/1983. OAB-E-МТЛ-1-" számú utasítás melléklete. Országos Atomenergia Bizottság (1*W4)

- 19 I. táblázat. Л világon jelenleg működő és tervezett hklegneutrnn forrásokról Hely (ors2ág)

Reaktor

Grenoble (F) Jülich (D) Kjeller (N) Risoc (DK) Brookhaven (USA) Saclay (F) Leningrad (USSR) Rutherford (GB) Argonne (USA) Los Alamos (USA) Kyoto (Japan) Bombay (India) Washington (USA) Tsukuba (Japan) Grenoble (F) Geesthacht (D) Chengdo (China) Garching (D) Berlin (D) Tokai Mura (Japan) Columbia, Mo. (USA) Dubna (USSR) Budapest (H) Djakarta (Indonézia) Delft (NL) Chalk River (USA) Rhode Island (USA) Villingen (СИ)

RHF/ILL FRJ-2 JEEP-2 PLUTO HFBR ORPMEE VVR-M ISIS IPNS LANSCE KUR DRHUVA NBSR KENS-I RHF/ILL FRG-1 HWRR FRM BER-2 IRR-3 MURR IBR-2 KFKI MPR-30 HOR NRU RIAECR SIN-0

Telj. 57 MW 23 MW 2 MW 10 MW 60 MW 14 MW 10 MW (5) (5) (5) 5 MW 100 MW 20 MW (5) 57 MW 5 MW 15 MW 4 MW 10 MW 20 MW 30 MW (13) 15 MW 30 MW 2 MW 135 MW 2 MW (5)

HNF mod.

Létesítés

• 1972 LD2 * 1972 LH2 • 1972 LH • 1975 G H * 1977 L H * 1980 LH2 L H2 + D2 * 1985 * 1985 G H2 (6) * 1986 CH4 (7) * 1986 L H2 • 1986 LH2 • 1986 LCH4 = 1987 D2O (9) = 1987 CH (10) = 1987 LD = 1987 G H2 = 1988 LH: = 1988 LH: = 1988 G H2 = 1988 L H = 1989 LH = 1989 LH ? = 1990 L H2 > 1990 G H2 > 1990 CH4 > 1990 D2? > 1990 D2O (9) ? > 1990

Megj. (2) (2)

2

2

(3)

2

(4)

(8)

4

2

(И) (3) (12)

2

2 2

(12)

(1)

L - folyadék, (» • p / , ' - jelenlét; is ü/cmcl, - - várhatóan, > - után. 1«>85 évben a hurok res/beri mmlcrni/alva Tervezeti modernizálás új HNF-al. Két azonos HNF kö/ns húiórcndszerrcl. i Gyorsítóból kicsalod neutronforrás. Egy további cseppfolyós metán HNF. Egy szilárd cs kel cs'cppfolvós mclán HNF. Egv további, valós/iníflcg szilárd metán HNF tervbe véve. Nchézvfz-jée 2(1 Kon. Szilárd mélán. Második HNF (horizontális). Reaktor álmenchleg leállítva, (rekonstrukció). Impulzus reaktor, csúcsteljesítmény 1,5 MW. ..„,.,„. Tiwábbi tervek rcakiorbari HNF létesítésére: Harwell. Scoul(KAERI), Australia (HIFAR), OakricJge (IMIK). Ispra (El'RAC), Pcttcn (JRC). /15) Reaktorok' vcf'fwc ' s leállításával egyidejűiéi; ól HNF rends/erl helyezlek ü/emen kívül: Karlsruhe (IM. Sarlav , (irtnoWe (F), Helsinki (SF). Harwell (ПВ).

- 20 -

A szerelvények listája (a 3., 5., 6. ábrákhoz) 1. Kültéri hidrogéngáz tároló. 2. A tároló feltöltő' csaptelepe. 3. Hidrogén gázpalack a rendszer feltöltéséhez. 4. Hidrogén feltöltéshez használandó gáztisztító. 5. Vákuumszivattyú rendszer. 6. Szakadómembrán a hidrogén visszatérő-ágban. 7. Visszacsapószelep, a hidrogén visszatérő-ágban. 8. Gáz-visszavezető csőrendszer (nagy átmérőjű). 9. Gáz-tápvezeték (kis átmérőjű). 10. Hidrogén-tápvezeték csaptelepe. 11. Mini-maxi kontaktmanométer a hurokban levő gáznyomás ellenőrzésére. 12. Csaptelep a rendszer leszívásához. 13. Csaptelep a hid rögén rendszer feltöltéséhez. 14. Кг ioge ne rá tor-feje к csatlakozó csőrendszere. 15. Vákuumterek szakadó membránja. 16. A berendezést és a kipufogót összekötő vákuumvezeték. 17. Elosztó-csatlakozó doboza. 18. Kettős tömítések köre. 19. Mini-maxi kontaktmanométer a kettős tömítések ellenőrzésére. 20. Csaptelep ;» tápvezetékek és a csatlakozódoboz vákuumkörében. 21.1. kriogenerátor vákuumszígetelésének csaptelepe. 22. Vákuum hőszigetelés szivattyúrendszerének csaptelepe. 23. Hordozható vákuumszivattyú csaptelepe. 24. Vákuum hőszigetelés manométere. 25.1. és II. kriogenerátor fejek, az elosztó doboz és a tápvezetékek vákuumszigetelésének mérőcsat la к o/ása. 26. Cseppfolyós hidrogén tápvezetéke. 27. Cseppfolyós hidrogén visszatérő vezetéke. 28. A csatornában elhelyezett un. "papucs". 29. Moderátor cella. 30. A papucs-vákuum repedő membránja. 31. A papucs-vákuum szigetelésének mérőfeje (LKB. 1.). 32. 31.sz. mérőfej csaptelepe. 33. 37.SZ. kipufogó-csőrendszer hélium gáznyomásának manométere. 34. Kipufogó csőrendszer vákuumszígetelésének csaptelepe.

- 21 -

35. Vákuumszigetelések állandó (telepített) szivattyúrendszere. 36. Hidrogéngáz feltöltő csaptelepe. 37. Kipufogó (kültéri) csőrendszere. 38. II. kriogenerátor-fej vákuumszigetelésének csaptelepe. 39. Tápvezetékek vákuumszigetelésének csaptelepe. 40. Kipufogócső szelepe. 41. Papucs-vákuuinszigetelés csap'e'epe 42. 35.SZ. telepített vákuumrendszer csaptelepe. 43. Elosztócsatlakozások szivattyújának csaptelepe. 44. Kültéri hidrogén tároló nyomáséi le nőrző manométere. 45. Csaptelep a papucs vákuumköpenyének inert gázzal való öblítéséhez.

-22-

11 1

1 $

©

а

«

4 -X

¥

1 J

0

3 *

11 !

11

•fi

?

<5 ч •й

>

1

Д

0. ti

•i

>

м

3

» 1

ffl ÖO fr'

-23-

*

I-

i

1 JO

4i

С J

*|

i

••г С 3

4 1

I

SP 1

V

лг?

t'i i'iH

Ци*'чч

-24-

tiptttt,»

И

r-i L-

_Smfcmtt? веиЬгдп

2ZH2L плпг.спъьт 1.

Mkertst

5. ábra. A hidrogénkor biztonsági és ellenőrző rendszerének vázlatza

25

>• Z

а з

t

I о

ü H

- 26 -

Csatorna

//

•

'. С.

r

üfe (Elölnézet)

1С i

fl .-b •„

. -,

»

1\,

:^г?:::^Ё^з

:<;\rr-iiYL\

'• . Я

i; \ \ \

TT

i1 Oeztott neutron пуя1Ab

© (Felülnézet)

7. ábra. Л hűtőrendszer telepítése :i reüktorcMitornánál

- 27 -

A 8. ábra jelöléseinek listája 1 l/A 2 3 4 4/1 4/2 4/3 5 6 6/1 6/2 6/3 7 8 8/1 8/2 8/3 9 10 11 12 13 13/1 13/2 14 15

HNF dugó és kapcsolódó részei (lásd a blokkvázlaton) Dugó (hidegmoderátor nélkül) Csatornazár és biológiai védelem Állandó és kiemelhető állványzat Neutronvezető közvetlen védelme és állványzata I. nyaláb II. nyaláb III. nyaláb Vákuum rendszer I. Vákuum rendszer II. I. nyaláb II. nyaláb III. nyaláb Vákuum rendszer a szelektorhoz Vákuum rendszer III. I. nyaláb II. nyaláb III. nyaláb Vákuum rendszer IV. Reaktorcsarnok átjáró Háromtengelyű spektrométer honosítás, telepítés, detektor tervezés, gyártás. Mérőhely kialakítás (biológiai védelem stb.) Háromtengelyű spektrométer II. tervezés, gyártás. Mérőhely kialakítás Szelektorok telepítése, védelem Szelektor). Szelektor II. Spin echo Mérőhely kialakítás

- 28 -

> %

•о N

••о N

<и

•я N ••5J

с о э

4) С 1/1

Z ! s

я 'в

The issues of the KFKI preprint/report series are classified as follows: A.

Particle and Nuclear Physics

H.

Laboratory, Biomedical and Nuclear Reactor Electronics

B.

General Relativity and Gravitation

I.

Mechanical, Precision Mechanical and Nuclear Engineering

J.

Analytical and Physical Chemistry

K.

Health Physics

L.

Vibration Analysis, CAT, CAM

C.

Cosmic Rays and Space Research

D.

Fusion and Plasma Physics

E.

Solid State Physics

F.

Semiconductor and Bubble Memory Physics and Technology

M.

Hardware and Software Development, Computer Applications, Programming

G.

Nuclear Reactor Physics and Technology

N.

Computer Design, CAMAC, Computer Controlled Measurements

The complete series or issues discussing one or more of the subjects can be ordered; institutions are kindly requested to contact the KFKI Library, individuals the authors. Title and classification of the issues published this year: KFKI-1988-01/A L. Di6si

On the motion of solids in modified quantum mechanics

KFKI-1988-02/D Bakos J.

Thermonuclear plasmaphyt>ical research in the Central Research Institute for Physics (1986-1987) (in Hungarian)

KFKI-1988-03/E A. Jákli et al.

A special shear method of alignment for smectic liquid crystals

KFKI-1988-04/A L. Dióei et al.

Restoration of 2-n° inclusive distribution from observed 2-y data

KFKI-1988-05/A L. Dióei

Continuous quantum measurement and Ito formalism

KFKI-1988-06/E G. Konczoe et al

Amorphous alloys bibliography 1984-1987: papers from the Central Research Institute for Physics /Budapest/ and cooperating institutions

KFKI-1988-07/E L. Grinásy et al.

Superconductivity without rear earth metals In pure and Fe dopped Bi-Cu-Sr-Ca oxide systems (in Hungarian)

KFKI-1988-08/B В. Lukács et al.

Galaxy formation from tepid inflation

KFKI-1988-09/E I. Furo et al.

Fluctuating electronic magnetic moment in YBa.CUjOg 2 Q study

KFKI-1988-10/M A.K. Sdaa et al.

The analysis of the alternating bit protocols

KFKI-1988-11/M R. Wittmann

Introduction to Milner's Calculus of Communicating Systems

KFKI-1988-12/1 Л. Rockenbaucr et al

Magnetic field dependent microwave absorption in tnt« multiphase Bi-Sr-Ca-Cu oxide system

: a n

N M R

а п Л

N

R

KPKI-1988-13/M N. Barbuceanu et al.

XRL: A layered knowledge processing architecture able to enhance itself

KFKI-1988-14/B L. Diósi et al.

Napping the van der Waals state space

KPKI-1988-15/E L. Mihály et al.

Experimental studies on high temperature supe rconductors

KFKI-1988-16/N

The LOTOS specification language /in Hungarian/

P. Bcsedi-Tóth et al. KPKI-1988-17/A A. Frenkel

The reduction of the Schrödinger «rave function and the emergence of classical behavior

KPKI-1988-18/E N. Kroó et al.

Decay time measurement of surface plasmons on silver gratings

KFKI-1988-19/A P. Hidas

The inclusive production of the 5" particles in 280 GeV/c muon-proton interactions

KPKI-1988-20/A Т. Dolinszky et al.

A new class of analytically solvable quantum scattering problems

KFXI-1988-21/A L. Diósi

Localized solution of simple nonlinear quantum Langevin-equation

KFKI-1988-22/E H. Kuzmany et al.

Oxygen induced phase changes in УВа 2^305+5. Transport, structural and spectoscopic evidence

KFKI-1988-23/E K. Tompa et al.

T*. NMR spin echo investigations in multiphase Tl-Ba-Ca-Cu oxide superconductors

KFKI-1988-24/G R. Kozma et al.

Experimental study of the field-of-view of neutron detectors towards thermohydraulic perturbances

KFKI-1988-25/K К. Fodor-Csorba et al.

Structure-activity relationship studies on the antidotes of thiocarbamate herbicides /in Russian/

KPKI-1988-26/D O.N. Yundev et al.

Measurement of the absorption coefficient and index of refraction of templene in the submillimetre wave range

KPKI-1988-27/E В. ваш et al.

Thermoelectric power and anisotropic magnetoresistance of Fe-TM-B-amorphous alloys

KFKI-1988-28/N 8. Wagner-Dibuz

Protocol consultant, an expert system for protocol engineering

KFXI-1988-29/E L. Rosta

Neutron physical properties of a multidisc velocity selector

KFKI-1988-ЗО/А В. Kämpfer et al.

Anisotropic nuclear matter with momentum-dependent interaction

KFKI-1988-31/E L. Bottyán et al.

Evidence for FeJ+ in YBa (Cui. M ) 07-y 07.y (M« Co, P e ) by absorption and emission Moesbauer spectroscopy

KPKI-1988-32/C K. 8zeg5 et al.

Surface and dust features seen on the nucleus of comet Halley

KFK1-1988-33/C K. Szcg6 et al.

Dust photometry in the near nucleus region of Comet Halley

KFKI-1088-34/r,,M

Part-task simulator for a WWER-440 nuclear \>owor plant subsystem

8.K.

ИУ.ЯЫ'

57

57

2

x

x

3

KFKI-1988-35/E P. Jani

Time-interval statistics for laser Doppler anemometry use. (in Hungarian)

KFKI-1988-36/J G. Nowotny et al.

Analytical methods used for determination of heavy water concentration

KFKI-1988-37/M Abdulmagied K. Sdaa

Development and Structure of a DLL with a new DECISION TREE approach for Protocols

KFKI-1988-38/A L. Dióei

Landau's density matrix in quantum-electro­ dynamics

KFKI-1988-39/В Z. Perjés

Parametric manifolds

KFKI-1988-40/A V.B. Belya«.v et al.

Dynamics of the fusion reaction in the dt»~ system

KFKI-1986-41/E Z. Gingl et al.

Local structure of icosahedral quasicrystals

KFKI-1988-42/E J. Kollár et al

Quasiperiodic lattice model in two dimensions

KFKI-1988-43/E P. Jani

Comparison of Lime interval statistics with auto-correlation date gathering techniques in laser Doppler anemometry (in Hungarian)

KFKI-1988-44/G A. Gács et al.

Instructor support and malfunction handling in the WWEF-440 basic principles simulator

KFKI-1988-45/D L. Csillag et al.

Linewidth studies on the 469.4 nm Kr transition

KFKI-1988-46/G J.S. Jánosy et al,

Modelling approaches for a basic principles simulator for WWER-440 (PHR) Nuclear Power Plants

KPKI-1988-47/G Gy. Ézsöl et al,

Analysis of consequences of steam generator collector rupture. Plant analysis with the RELAP4/MOD6 code based on PMK-NVH test results, (in Hungarian)

KFKI-1988-48/G L. Szabados et al.

Analysis of consequences of steam generator collector rupture. Computer code analysis and interpretation of PMK-NVH test results, (in Hungarian)

KFKI-1988-49/E Gy. Zsigmond et al.

Cold neutron source at the Budapest WWR-SM reactor (in Hungarian)

laser

Kiadja a Központi Fizikai Kutató Intézet FelelSs kiadó; Kroö Norbert Szakmai lektori Ballá János Gépelte: Végvári Ietvánnó Példányszám» 130 Törzsszám: 88-507 Készült a KFKI sokszorosító üzemében Felelős kiadó: Honda Péter Budapest, 1988. október hó