Акционерное общество
НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ ФИРМА «СОСНЫ»
(АО НПФ «Сосны»)

Основано в 1992 году

Радиационно-защитные боксы с системой перегрузки радиоактивных образцов

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.

 

Состав оборудования комплекса

 

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.

Оборудование, размещенное в корпусе бокса

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 с установленной защитой

Бокс. Вид сзади

 

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.

 

Вид через смотровое окно бокса

Рабочее место оператора

 

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 
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 

 

 

Защитные контейнеры и инструменты из комплекта ЗИП

Контейнер с траверсой на транспортной тележке

 

Количество просмотров: 1826

Перезвоните мне
Спасибо! Ваша сообщение отправлено, в ближайшее время мы свяжемся с Вами!