Ядерный гомогенный реактор

 

Изобретение относится к ядерной технике и может быть использовано для получения медицинских изотопов, например молибдена-99. Сущность: реактор содержит корпус 1, теплообменник 9 внутри корпуса для охлаждения топливного раствора, систему регенерации радиолитических газов, подключенную к патрубкам 12, органы СУЗ, размещенные в гильзах 10, и систему выделения изотопов, подключенную к патрубкам 13. Отличительной особенностью изобретения является то, что реактор дополнительно содержит обечайку 2 с днищем 3, в отверстии которого размещены камера смешения 4 и сопло 5, связанное с напорным патрубком 6 насоса, расположенного вне корпуса реактора. Нижний край всасывающего патрубка насоса установлен ниже днища обечайки, теплообменник расположен между обечайкой и корпусом реактора, что позволяет повысить мощность реактора, а следовательно, и производительность при обеспечении его безопасности. 1 ил.

Изобретение относится к области ядерной техники, связанной с использованием гомогенных реакторов для получения медицинских изотопов, например молибдена-99.

Известна конструкция реактора, в котором отвод тепла от топливного раствора осуществляется с помощью воды, прокачиваемой в трубчатых змеевиках, расположенных в корпусе реактора [1]. Движение топливного раствора внутри корпуса реактора обеспечивается за счет естественной циркуляции, возникающей в объеме раствора. С точки зрения эксплуатационной безопасности такая конструкция реактора обладает наибольшими свойствами самозащищенности.

Недостатком ее является ограниченная величина мощности реактора, поскольку газовыделение в массе раствора, объемное тепловыделение и неорганизованное движение топливного раствора в корпусе реактора не позволят снять мощность более 50 кВт, что с точки зрения наработки изотопов позволяет производить за патидневную рабочую неделю 2500 Ки молибдена-99.

Целью изобретения является повышение мощности гомогенного реактора при его достаточной эксплуатационной надежности и безопасности.

Поставленная цель достигается тем, что теплопередающая поверхность контура охлаждения размещена между корпусом реактора и обечайкой с днищем, в отверстии которого расположен струйный насос.

Такое техническое решение обеспечивает организацию принудительного движения топливного раствора внутри корпуса реактора.

Сущность конструкции реактора поясняется чертежом, на котором схематично изображен ядерный гомогенный реактор.

Реактор состоит из корпуса 1, в котором по центру расположена обечайка 2 с днищем 3, в отверстии которого размещена камера смешения 4 и сопло 5 струйного бездиффузорного насоса, связанное с напорным патрубком 6 насоса 7, размещенного вне корпуса реактора, нижний край всасывающего патрубка 8 опущен ниже днища обечайки, а теплообменник 9 контура охлаждения топливного раствора размещен между корпусом и обечайкой. Внутри обечайки проходят гильзы 10 для размещения органов СУЗ, а на крышке 11 корпуса реактора расположены патрубки 12 для подсоединения газовой полости реактора к системе каталитической регенерации радиолитического водорода и кислорода для поддержания взрывобезопасной концентрации водорода при работе реактора на номинальной мощности и патрубки 13 для подсоединения, к примеру, системы выделения молибдена-99 путем селективной адсорбции молибдена в процессе фильтрации топливного раствора через выбранный сорбент и смыва адсорбированного молибдена после заданного времени фильтрации раствора. На чертеже система каталитической регенерации и система выделения молибдена не показаны.

Реактор работает следующим образом.

В процессе выхода реактора на мощность насосом 7 топливный раствор по всасывающему патрубку 8 забирается из корпуса 1 и по напорному патрубку 6 подается в сопло 5 струйного насоса. Выходящая из сопла 5 в камеру смешения 4 струя увлекает за собой топливный раствор, который поднимается внутри обечайки 2 и далее опускается между корпусом 1 реактора и обечайкой 2, отдавая свое тепло через теплообменник 9, к примеру трубчатые змеевики, охлаждающей воде. Через патрубки 12 газообразные продукты радиолиза воды топливного раствора благодаря естественной циркуляции газа попадают на платиновый катализатор, где происходит непрерывная их регенерация. К патрубкам 13 подключаются трубопроводы и оборудование системы выделения молибдена-99.

Использование такой конструкции реактора позволяет повысить мощность реактора, обеспечив его достаточную эксплуатационную безопасность. Такой реактор может производить до 20000 Ки молибдена-99 за пятидневную неделю.

Источники информации 1. Афанасьев Н. М. и др. Реактор "Аргус" для лабораторий ядерно-физических методов анализа и контроля. "Атомная энергия", т. 61, вып. 1, 1986.

Формула изобретения

Ядерный гомогенный реактор для получения медицинских изотопов, включающий корпус, теплообменник внутри корпуса для охлаждения топливного раствора, систему регенерации радиолитических газов, органы СУЗ, систему выделения изотопов, отличающийся тем, что он содержит обечайку с днищем, в отверстии которого размещена камера смещения и сопло, связанное с напорным патрубком насоса, расположенного вне корпуса реактора, нижний край всасывающего патрубка насоса установлен ниже днища обечайки, а теплообменник расположен между обечайкой и корпусом реактора.

РИСУНКИ

Рисунок 1