Радиационная защита обитаемой лунной базы от излучений реактора лунной атомной электростанции

072314 1537 1 Радиационная защита обитаемой лунной базы от излучений реактора лунной атомной электростанции

Характеристики радиационной защиты лунной АЭС зависят от тепловой мощности реактора, типа теплоносителя и конструкционного материала ЯЭУ, удаления от обитаемой базы, размещения реактора и всей ЯЭУ, включая холодильник-излучатель, на поверхности или заглублением в грунт, возможности использования в качестве радиационной защиты грунта и рельефа местности, конструкционного совершенства ЯЭУ и некоторых других параметров. Источниками излучения, определяющими радиационную обстановку, являются собственное n, γ-излучение термоэмиссионного реактора-преобразователя и наведенное γ-излучение жидкометаллического теплоносителя, если в ЯЭУ используется натрий или эвтектика натрий-калий.

В соответствии с [4.5] средства радиационной защиты должны обеспечивать на расстоянии 1 км в направлении обитаемых зон лунной базы (жилые помещения, производственные площадки и др.) дозу годового облучения персонала не более 0,05 Зв в секторе 30°, в остальных направлениях — не более 1 Зв.

072314 1537 2 Радиационная защита обитаемой лунной базы от излучений реактора лунной атомной электростанции

Конфигурация радиационной защиты:

а — вертикальное продольное сечение АЭС (секущая плоскость проходит через направление на базу); б — горизонтальное сечение АЭС (медианная плоскость активной зоны) и радиационной защиты: 1 — тепловой экран для приводов органов регулирования и стержней безопасности; 2 — привод стержней безопасности, 3 — защита блока приводов (LiH), 4 — электромагнитный насос; 5 — теплообменник; 6 — задняя боковая защита (LiH); 7 — внутренняя тяжелая защита (обедненный уран); 8 — нижняя торцевая защита (LiH); 9 — внутренняя легкая защита (LiH); 10 — внешняя тяжелая защита (обедненный уран); 11 — передняя боковая защита (LiH); 12 — реактор, 13 — лунный грунт (реголит)

На рис. выше приведена полученная для этих условий конфигурация радиационной защиты для варианта АЭС мощностью 25-50 кВт, размещаемой непосредственно на поверхности Луны и с радиационной защитой, входящей в состав АЭС, т.е. доставляемой с Земли вместе с АЭС. Оптимизированные массы защитных слоев из легкого материала (от нейтронов) и тяжелого (от γ-квантов) для АЭС с мощностью 25 кВт следующие (τ):

легкий компонент защиты — гидрид лития:

нижняя торцевая защита…………………0,27

верхняя торцевая защита…………………0,09

внутренняя защита…………………………..0,8

задняя защита……………………………………0,31

передняя защита……………………………….1,08

Тяжелый компонент защиты — обедненный уран:

верхний внутренний торец……………..0,19

нижний внутренний торец……………..0,14

боковой внутренний………………………..1,4

боковой внешний……………………………..1,93

072314 1537 3 Радиационная защита обитаемой лунной базы от излучений реактора лунной атомной электростанции

Суммарная масса защиты составляет 6,2 т, а при мощности 50 кВт — 7,9 т, т.е. удвоение мощности увеличивает массу защиты существенно меньше, чем в 2 раза. Однако существенно увеличивается масса защиты при установке рядом нескольких АЭС. Так, для рассмотренных условий обеспечения радиационной безопасности при двух АЭС мощностью 25 кВт каждая масса защиты составит примерно 16 т, так как для двух стоящих рядом установок потребуется в 2 раза большая кратность ослабления излучения. Таким образом, наращивание мощности за счет увеличения числа установок с точки зрения массы существенно менее эффективно, чем увеличение мощности одной реакторной АЭС.

Таблица. Массовая сводка вариантов лунной АЭС (кг)

 

Характеристика Варианты схем размещения по рис. выше
Схема 1 Схема 2 Схема 3
Электрическая мощность АЭС, кВт 25 50 25 50 25 50
Масса ядерной энергетической установки (ЯЭУ), в том числе: 7950 10700 1910 2690 1970 2740
Реактор-преобразователь и об­служивающие его системы 674 1071 672 1078 667 1077
Радиационная защита в составе ЯЭУ 6200 7920 410 410 690 690
Система теплоотвода 559 1129 330 640 323 628
Элементы конструкции, включая тепловую и противометеорную защиту 517 580 498 562 290 345
Масса аппаратуры системы автоматического управления и электрические коммуникации 548 697 691 839 466 603
Масса АЭС в целом 8495 11400 2600 3525 2440 3340


Существенное снижение массы радиационной защиты в составе ЯЭУ достигается при возможности использования в качестве защиты лунного грунта и заглубления реактора или ЯЭУ в специально созданную шахту. Характеристики защит для таких вариантов размещения ЯЭУ приведены в табл. выше.


Найти на unnatural: Радиационная защита обитаемой лунной базы от излучений реактора лунной атомной электростанции
Автор: admin | 23 Июль 2014 | 237 просмотров

Новые статьи:

Оставить комментарий:

Все размещенные на сайте материалы без указания первоисточника являются авторскими. Любая перепечатка информации с данного сайта должна сопровождаться ссылкой, ведущей на www.unnatural.ru.
Rambler's Top100