Баллистическая капсула для радиоактивных отходов

 

Использование: изобретение относится к области средств для изоляции радиоактивных отходов атомных электростанций и других ядерных производств в космическом пространстве. Сущность изобретения: с целью исключения контакта радиоактивных отходов с биосферой при аварийном возвращении капсулы на Землю за счет конструктивной реализации принципа многобарьерной защиты, капсула содержит конический корпус, в полости которого образованы герметичные отсеки бортового оборудования, полезной нагрузки и обеспечения плавучести. Последний отсек запол- .нен водонепроницаемым наполнителем, а в отсеке полезной нагрузки установлен контейнере всенаправленной амортизацией. В полости контейнера установлены многогранные правильные графитовые призмы, образующие единую сотовую матрицу, причем в полости каждой призмы установлена герметичная ампула с отвержденными отходами . 3 ил. Ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

isi)s G 21 F 9/34

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

1 (21) 5016822/25 (22) 05,07.91 (46) 23.08.93. Бюл.М 31 (71) Центральный научно-исследовательский институт машиностроения (72) В;Б.Бычков, Л.А.Мордасов, В.В.Размета, В.С.Серегин и В.И.Штейер (73) Центральный научно-исследовательский институт машиностроения (56) Инженерный справочник по космической технике и/р А.B.Ñoëîäoâà. Военное издательство МО СССР, М„1969, с,304-306, рис.145.

Космонавтика. — Энциклопедия и/р

B.n.Ãëóøêo, М., Советская энциклопедия, 1985, Основная отсеки, спускаемый аппарат. (54) БАЛЛИСТИЧЕСКАЯ КАПСУЛА ДЛЯ РАДИОАКТИВНЫХ ОТХОДОВ (57) Использование; изобретение относится к области средств для изоляции радиоактив- °

Изобретение относится к области средств для изоляции радиоактивных отхо. дов атомных электростанций и других ядерных производств в космическом пространстве.

Целью изобретения является исключеwe контакта радиоактивных отходов (PAO) с биосферой при аварийном возвращении капсулы на Землю за счет конструктивной реализации принципа многобарьерной за- . щиты.

Указанная цель достигается тем, что в полости корпуса капсулы дополнительно образован отсек обеспечения плавучести, заполненный. пористым водонепроницаемым наполнителем и расположенный в ко„„ Ж„„183б72б АЗ ных отходов атомных электростанций и дру- гих ядерных производств в космическом пространстве. Сущность изобретения: с целью исключения контакта радиоактивных отходов с биосферой при аварийном возвращении капсулы на Землю за счет конструктивной реализации принципа многобарьерной защиты, капсула содержит конический корпус, в полости которого образованы герметичные отсеки бортового оборудования, полезной нагрузки и обеспечения плавучести. Последний отсек заполнен водонепроницаемым наполнителем, а в отсеке полезной нагрузки установлен контейнер с всенаправленной амортизацией. В полости контейнера установлены многогранные правильные графитовые призмы, образующие единую сотовую матрицу, причем в полости каждой призмы установлена герметичная ампула с отвержденными отходами. 3 ил, нической части корпуса между отсеками бортового оборудования и полезной нагрузки.

Контейнер выполнен в виде цилиндра с сегментально-сферической крышкой и днищем, причем в полости контейнера параллельно его продольной оси установлены с образованием единой сотовой матрицы выполненные из пористого графита многогранные правильные призмы, каждая иэ которых имеет полость, где установлена ампула с отвержденными отходами. Радиус сферы днища контейнера выбирается меньше радиуса сферы силового днища капсулы.

Отвержденные PAO заключены в герметичный пенал, образованный совокупностью

1836726 защитных коаксиальных стаканов: внутренних — корроэионна-стойких к РА0, средних— прочностных и наружных — корроэионностойких к окружающей среде. В свободных от ампул частях полости контейнера размещен пористый графит. Каждая ампула, контейнер и корпус капсулы снабжены пористыми фильтрами для выхода радиогенного газа.

Снабжение капсулы отсеком обеспечения плавучести вместо системы обеспечения плавучести гарантирует плавучесть капсулы при возникновении различных нештатных ситуаций. Выполнением контейнера в виде цилиндра с сегментально- 15 сферическими крышкой и днищем и .радиусом последнего, меньшим радиуса сферы силового днища капсулы, достигается повышение безопасности удаления отходов за счет обеспечения всенаправленной 20 амортизации полезного груза. Размещением в полости контейнера параллельно его продольной оси многогранных правильных призм в виде единой сотовой матрицы и выполнением призм иэ пористого графита 25 обеспечивается в случае разрушения контейнера индивидуальная теплозащита каждой ампулы с радиоактивными отходами. .

Кроме этого, отверждением радиоактивных отходов и заключением их в герметичный 30 пенал, образованный совокупностью защитных коаксиальных стаканов: вНутренних— коррозионно-стойких к РАО, средних — прочностных и наружных — коррозионно-стойких к окружающей среде, а также размещением 35 пористого графита в свободных от ампул частях полости контейнера достигается обеспечение индивидуальной прочностной и. коррозион ной защиты радиоактивных отходов, 40

На фиг.1 изображен продольный разрез баллистической капсулы; на фиг,2 — защитный.контейнер; на фиг,3 — графитовая призма с ампулой. . Баллистическая капсула состоит из кор- 45 пуса 1; который может быть выполнен сварным иэ алюминия, многослойным титановым или углепластиковым. Корпус 1 имеет теплоиэолирующее пористое наполнение (не показано) и наносимое на внеш- 50 нюю поверхность теплозащитное покрытие

2 на основе современных абляционных стекловолокнистых материалов или керамических плит, Баллистическая капсула состоит из трех 55 герметичных отсеков. Верхний отсек — отсек бортового оборудования 3 с размещенными в йем блоками изотопного источника электроэнергии, светоимпульсного и радиомаяков, в том числе позволяющие испольэовать воэможности международной системы спасения "Коспас-Сапсат", командно-коммутационной аппаратуры (не показаны).

Нижний отсек — отсек полезной нагрузки 4 образован нижним сферическим сегментом 5 и силовым днищем 6. В отсеке установлен герметичный контейнер 7 с радиоактивными отходами (PAO). В конической части корпуса 1 между отсеком бортового оборудования 3 и отсеком полезной нагрузки 4 расположен отсек обеспечения плавучести 8, ограниченный сверху и снизу силовыми сферическими сегментами соответственно 9 и 5. Отсек обеспечения плавучести 8 заполнен водонепроницаемым легким материалом 10 типа пено пласта, пористого алюминия или пенополиуретана.

В отсеке полезной нагрузки 4 между контейнером 7, нижним сферическим сегментом S и силовым днищем 6 установлена всенаправленная амортизация 11 из слоя тонких стальных сот; плотного пенопласта или пористого алюминия толщиной до 200 мм, Для установки контейнера 7 в отсеке полеэной нагрузки 4, закрытия и герметизации стыка отсеков полезной нагрузки и обеспечения плавучести в конструкции корпуса 1 предусмотрены специальные карманы (не показаны), обеспечивающие установку и затяжку гаек разрывных болтов или шпилек до требуемой величины.

Контейнер 7 выполнен в виде толстостенного силового цилиндра 12 с сегментально-сферическими крышкой 13 и днищем

14 из жаропрочной нержавеющей стали, титанового сплава или из композитного углепластикового материала толщиной 12-15 мм, Радионуклиды, переработанные в конечный продукт в виде прочной металлокерамической массы 15 плотностью 8-10 г/см и температурой плавления 2500ОС, размещены в трехслойных гермопеналах иэ

Нержавеющей стали или из высокопрочных иридиевых, танталовых, платиновых и других сплавов с температурой плавления, до- стигающей 3000 С. Герметичные пеналы образованы совокупностью защитных коаксиальных стаканов: внутренних 16 — корроэионно- стойких к РАО, средних 17— прочностных и наружных 18 — термостойких с высокой корроэионной стойкостью к воэдействиям окружающей среды.

Внутренние стаканы изготавливаются из сплава, совместимого с помещаемым радионуклидом, либо на его внутреннюю поверхность наносится методом плазменного

Напыления многослойное защитное покрытие иэ оксида этого же радионуклида.

1836726

Каждая ампула, состоящая из гермопе- нала с отвержденным РАО, установлена в полости многогранной, например, правильной шестиграной призмы 19, выполненной из пористого графита. Для удаления радиогенного газа каждая ампула имеет пористый фильтр 20, а контейнер 7 и корпус 1 — дренажные клапаны (не показаны). Снаряженные грэфитовые приамы размещены в контейнере 7 параллельно его продольной оси с образованием единой сотовой матрицы, а в свободных от призм 19 частях полости контейнера размещен пористый графит.

Техническое решение является примером применения "концепции глубокой обороны",. предусматривающей создание на . пути проникновения особо опасных радионуклидов в биосферу Земли многоступенчатых технических .барьеров и дающей определенную гарантию достижения высокой степени безопасности. При аварийном возвращении капсулы на Землю расположение контейнера 7 с РАО, составляющего большую часть массы баллистической капсулы, на нижнем сферическом днище позволяет обеспечить устойчивость капсулы в атмосфере во всем диапазоне возможных скорастей и высот. Конструкцию контейнера гарантирует его целостность в случаях аварийного приземления баллистической капсулы на скальный или мерзлый грунт с максимально возможными значениями скорости установившегося свободного падения со скоростью 70-100 м/с, а теплозащите капсулы и индивидуальная защита каждой ампулы исключает разрушение ампулы при температурах, достигающих

8000 С.

Формула изобретения баллистическая капсула для радиоак.тивных отходов (РАО); содержащая конический корпус с сегментально-сферическим силовым днищем, в полости которого образованы герметичные отсек бортового оборудования, расположенный в верхней части

5 корпуса, и отсек полезной нагрузки для размещения внутри него контейнера, систему амортизации последнего, установленную между корпусом и контейнером, и.теплоээщиту корпуса и силового днища, о т л и ч а10 ю щ а я с я тем, что, с целью исключения контакта РА0 с биосферой при аварийном возвращении капсулы на Землю за счет конструктивной реализации принцйпа многобарьерной защиты, в полости корпуса

15 капсулы дополнительно образован отсек обеспечения плавучести, заполненный пористым водонепроницаемым наполнителем . и расположенный в конической части корпуса между отсеками бортового оборудования

20 и полезной нагрузки, а контейнер выполнен в виде цилиндра с сегменталько-сферическими крышкой и днищем, причем в полости контейнера параллельно его продольной оси установлены с образованием единой со- .

25 товой матрицы выполненные иэ AopMcTofO графита многогранные правильные призмы, каждая из которых имеет полость, где установлена ампула с отвержденными отхода. ми, заключенными в герметичный пенал, 30 образованный совокупностью защитных коаксиальных стаканов: внутренних — коррозионно-стойких к РАО, средних — прочностных и наружных — коррозионно-стойких к окружающей среде, а в свободных от ампул

35 частях полости контейнера размещен пористый графит, при этом каждая ампула. контейнер и корпус капсулы снабжены пористыми фильтрами для выхода .радиогенного газа, а радиус сферы днища контей40 нера меньше радиуса сферы силового днища капсулы.

1836726

1836726

12

4uz 2 б

/7

)8

Составитель Т.Горчакова

Редактогр М.Кузнецова Техред M.Mîðãåíòaë Корректор Н.Ревская

Дакаэ 3023 . Тираж .. Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35. Раушская наб., 4/5

Произеодстеенно-издательский комбинат "Патент". г. улггород, ул.Гагарина, 101