В 2020–2021 гг. в НПФ «Сосны» были разработаны и изготовлены два комплекса оборудования, в состав каждого из которых входит радиационно-защитный бокс с системой перегрузки радиоактивных образцов и автоэмиссионный растровый электронный микроскоп Carl Zeiss Sigma 300 с системой микроанализа. Комплексы предназначены для безопасной подготовки и проведения исследований микроструктуры радиоактивных образцов смешанного нитридного уран-плутониевого (СНУП) топлива и аттестации продукции по гомогенности в аналитической лаборатории МФР ОДЭК АО «СХК». Оборудование комплексов обеспечивает соблюдение норм радиационной безопасности в соответствии с СанПиН 2.6.1.2523–09 (НРБ-99/2009) и санитарных правил по СП 2.6.1.2612–10 (ОСПОРБ-99/2010) при выполнении работ с открытыми источниками ионизирующего излучения (ИИ) по I классу работ.
В состав каждого комплекса входит следующее оборудование:
- автоэмиссионный растровый электронный микроскоп Carl Zeiss Sigma 300 с системой микроанализа;
- радиационно-защитный бокс с воздушной атмосферой, обеспечивающий полностью автоматизированную перегрузку образцов из защитных контейнеров в рабочую камеру микроскопа и обратно;
- локальная система управления;
- система радиационного контроля;
- шкаф распределительный;
- кабельные мосты, предназначенные для размещения кабельных трасс на требуемой высоте в промежутке между боксом и стеной помещения.
Также в комплекс входит транспортно-технологическое оборудование:
- защитный контейнер тип 1, предназначенный для защиты персонала от ИИ при транспортировании образцов в бокс и из бокса;
- защитный контейнер тип 2, предназначенный для защиты персонала от ИИ при транспортировании пластиковых оборотов, содержащих ЯДМ, или отработавшего фильтра системы вытяжной вентиляции бокса;
- контейнер-сборник для временного хранения оборотов, образовавшихся в процессе эксплуатации;
- транспортная тележка для перемещения вручную контейнеров тип 1 и тип 2.
Автоэмиссионный растровый электронный микроскоп Carl Zeiss Sigma 300 позволяет получать изображение в обратноотраженных электронах одновременно с проведением элементного анализа. Диапазон ускоряющего напряжения электронной пушки от 20 до 30000 В. Система микроанализа построена на базе безазотного энергодисперсионного спектрометра с разрешением по Мn Ка до 127 эВ и волнодисперсионного спектрометра с разрешением до 5 эВ. Система радиационной защиты электронных систем микроскопа позволяет исследовать образцы с активностью до 6,8×1011 Бк.
Корпус радиационно-защитного бокса и внешнее оборудование размещаются на подставке, на которой также установлены два независимых узла для подъема защитных контейнеров к двум шлюзам бокса. Стыковка защитных контейнеров с боксом выполняется с помощью двух стыковочных узлов, предназначенных для передачи радиоактивного содержимого из контейнеров тип 1 и тип 2 в бокс и обратно без разгерметизации полости бокса. Управление процессами подъема защитных контейнеров, стыковки и контроля герметичности стыковки автоматизировано.
Образцы СНУП-топлива при транспортировании в защитном контейнере тип 1 и в процессе исследований размещаются в держателях образцов (до четырех образцов в одном держателе). После стыковки защитного контейнера с боксом держатели с образцами извлекают из контейнера с помощью манипулятора с захватом и размещают на столике держателей образцов. Контроль перемещений захвата манипулятора осуществляется с помощью ультразвуковых датчиков. Держатели образцов загружают в рабочую камеру микроскопа и выгружают обратно через устройство боковой загрузки с помощью штанги. Выгрузка держателей с образцами из контейнера, их поочередная загрузка в микроскоп и последующая загрузка обратно в контейнер производятся полностью в автоматическом режиме.
Для выполнения ручных операций внутри бокса предусмотрены пять перчаточных портов. Для загрузки и выгрузки оборудования в/из корпуса бокса имеется ремонтно-монтажный люк.
Для защиты персонала от ИИ образцов, загружаемых в бокс и в рабочую камеру микроскопа, бокс оснащен системой защиты, представляющей собой стальную раму с закрепленной на ней трехслойной биологической защитой: лист из свинца толщиной 3 мм и два листа из полиэтилена толщиной 15 мм. В конструкции защиты предусмотрены смотровые окна из органического стекла и защитные крышки для перчаточных портов.
Бокс оснащен системами приточной вентиляции и вытяжной вентиляции с фильтрами высокой очистки В-0,4 ТУ 95 2314-98. В состав оборудования бокса входят средства контроля разрежения воздуха и температуры внутри бокса, а также объемной активности и изотопного состава аэрозолей.
Организована подача внутрь бокса дезактивирующих растворов, сжатого воздуха и воды, а также азота и аргоно-метановой смеси, необходимых для работы микроскопа. Удаление дезактивирующих растворов производится через сливное устройство со съемной ловушкой. Для сухой дезактивации внутренней поверхности бокса и внутрибоксового оборудования предусмотрена установка пылеуборки.
Дистанционное наблюдение за процессом перегрузки образцов и видеозапись осуществляются с помощью видеокамер.
Технические характеристики бокса:
| Классификационное обозначение | 3Н по НП-016–05 |
| Рабочая среда | воздух |
| Габаритные размеры бокса без микроскопа (длина×ширина×высота) | 2500×2240×2900 мм |
| Толщина стенки бокса | не менее 4 мм |
| Вакуумметрическое давление, создаваемое рабочей вентиляцией внутри бокса | не менее 200 Па |
| Эффективность очистки фильтров | не менее 99,995 % |
| Температура воздуха внутри бокса | не более 30 °С |
| Мощность эквивалентной дозы от ионизирующих излучений в любой точке на внешней поверхности бокса | не более 6 мкЗв/ч |
|
Условия эксплуатации оборудования: − температура окружающей среды |
от 20 °С до 30 °С |
| − относительная влажность воздуха | не более 80 % |
| Количество смотровых окон | 3 |
| Количество перчаточных проёмов | 5 |
| Освещенность рабочей зоны боксов | не менее 500 лк |
| Основной конструкционный материал бокса | сталь 12X18H10T |
Защитный контейнер для транспортирования образцов (тип 1) предназначен для защиты персонала от ионизирующего излучения во время выполнения транспортных операций с образцами активностью до 6,8×1011 Бк.
В корпус контейнера устанавливается вкладыш, предназначенный для упорядоченного размещения держателей с образцами. Для герметизации корпуса и защиты персонала от ИИ служат пробка и крышка. Крышка также обеспечивает возможность перемещения контейнера с помощью ГПМ, для чего на «грибок» крышки контейнера устанавливается захват из комплекта ЗИП.
В конструкции корпуса контейнера предусмотрена защита, состоящая из полиэтилена и листов свинца толщиной 3 мм. Такие же элементы защиты установлены в пробке.
Для транспортирования пластиковых пакетов, содержащих ЯДМ, или отработавшего фильтра В-0,4 используется защитный контейнер без вкладыша.
В комплект поставляемых инструментов для обращения с защитным контейнером входят:
- траверса, предназначенная для фиксации контейнера во время перемещения на транспортной тележке и для стыковки контейнера с люком стыковочного узла бокса;
- ключ для открытия и закрытия крышки контейнера;
- захват для перемещения контейнера за «грибок».
Технические характеристики защитного контейнера:
| Класс безопасности по НП-016−05 | 3 |
| Тип контейнера по НП-063−05 | Б |
| Вместимость контейнера | три держателя с образами |
| Габаритные размеры (диаметр х высота) | 261х348 мм |
| Масса | не более 43,5 кг |
| Внутренний объём без вкладыша | не более 3,9 л |
Количество просмотров: 1680
