The object of research, development or design (in Russian) : Экспериментальная облучательная капсула, создающая оптимальные условия

The object of research, development or design (in Kazakh) : Оңтайлы жағдай жасалынатын эксперименттік сәулелену капсуласы

Aim of work (in Russian) : Определение оптимальных радиационных режимов наработки радиоизотопа Мо-99 повышенной удельной активности в реакторе ВВР-К

Aim of work (in Kazakh) : ССР-Қ реакторындағы үлестік белсенділіктің жоғарылауы Мо-99 радиоизотопының оңтайлы радиациялық режимдерін анықтау болып табылады.

Методы исследования (на русском) : Нейтронное облучение образцов молибдена с естественным содержанием в исследовательском реакторе; метод гамма-спектрометрии для контроля Мо-99 и других радиоизотопов в облученных образцах; метод нейтронно-активационных фольг для определения кадмиевого отношения, потока нейтронов; метод Монте-Карло для математического моделирования физических процессов в облучательной капсуле; метод конечно-элементного анализа для теплофизического расчета облучательной капсулы с образцами.

Методы исследования (на казахском) : Зерттеу реакторында табиғи молибден үлгілерін нейтронды сәулелендіру; сәулеленген үлгілердегі Мо-99 және басқа радиоизотоптарды бақылау үшін гамма-спектрометрия; кадмий қатынасын және нейтрон ағынын анықтауға арналған нейтронды белсендіру фольгалары; сәулелену капсуласында физикалық процестерді математикалық модельдеуге арналған Монте-Карло әдісі; және үлгілері бар сәулелену капсуласын термофизикалық есептеулер үшін соңғы элементтерді талдау.

Obtained results and novelty (in Russian) : - Определены оптимальные радиационные режимы облучения для повышения удельной активности радиоизотопа Mo-99 в реакторе ВВР-К. - С помощью численного моделирования (MCNP) и теплофизических расчетов (ANSYS Fluent) создана и исследована новая конструкция экспериментальной облучательной капсулы (ЭОК). - Установлено, что применение бериллия в качестве замедлителя и отражателя нейтронов обеспечивает: повышение доли эпитепловых нейтронов; увеличение скорости реакции ⁹⁸Mo(n,γ)⁹⁹Mo; - Проведены экспериментальные исследования на критическом стенде и в реакторе ВВР-К, подтвердившие сходимость расчетных и измеренных данных. - Конструкция экспериментальной облучательной капсулы позволила увеличить наработку молибдена-99 на 20% (расчетное значение составило 15%) - На основе совокупных данных разработаны рекомендации по внедрению нового способа повышения удельной активности Mo-99 активационным методом.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : - ССР-Қ реакторында Мо-99 радиоизотобын өндірудің меншікті белсенділігін арттыру үшін оңтайлы сәулелену режимдері анықталды. - Сандық модельдеу (MCNP) және жылуфизикалық есептеу (ANSYS Fluent) арқылы жаңа тәжірибелік сәулелендіру капсуласы (ТСK / ЭОК) әзірленіп, зерттелді. - Бериллийді нейтрон тежегіші және шағылдырғыш ретінде қолдану нәтижесінде эпитермиялық нейтрондардың үлесі мен ⁹⁸Mo(n,γ)⁹⁹Mo реакциясының жылдамдығы артатыны анықталды. - Сыни стендте және ССР-Қ реакторында жүргізілген тәжірибелік зерттеулер есептік және өлшенген деректердің сәйкес келуін растады. - Тәжірибелік сәулелендіру капсуласының конструкциясы Мо-99 өндіруді 20 %-ға арттырды (есептік мән – 15 %). - Жинақталған деректер негізінде Мо-99 радиоизотобының меншікті белсенділігін активациялық әдіспен арттырудың жаңа тәсілін енгізу бойынша ұсынымдар жасалды.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Разработанная экспериментальная облучательная капсула (ЭОК) демонстрирует оптимальное сочетание физико-технической эффективности и экономической целесообразности: - конструкция пригодна для многократного использования и адаптируется под различные типы реакторов исследовательского класса; - обеспечивает увеличение выхода Mo-99 до 20 %; - сохраняет устойчивый тепловой и гидродинамический режим; - и может быть внедрена в производственный цикл ИЯФ РК без существенной модернизации оборудования.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Әзірленген тәжірибелік сәулелендіру капсуласы (ЭОК) физика-техникалық тиімділік пен экономикалық мақсатқа сәйкестіктің оңтайлы үйлесімін көрсетеді: - конструкция көп мәрте қолдануға жарамды және әртүрлі зерттеу реакторларының типтеріне бейімделеді; - Мо-99 шығымын 20 %-ға дейін арттыруды қамтамасыз етеді; - тұрақты жылу және гидродинамикалық режимді сақтайды; ЯФИ базасындағы өндірістік циклге жабдықты елеулі жаңғыртусыз енгізуге болады.

Level of implementation (in Russian) : Разработанные в рамках проекта технические решения и методики прошли апробацию и подтверждение на базе Института ядерной физики РК (ИЯФ РК) при эксплуатации исследовательского реактора ВВР-К. - Проведена экспериментальная проверка эффективности новой конструкции экспериментальной облучательной капсулы (ЭОК) на критическом стенде и в активной зоне реактора ВВР-К. Полученные результаты подтвердили возможность её использования для повышения удельной активности ⁹⁹Mo при активационном методе. - Разработанные расчётные модели и методики нейтронно-физического и теплофизического анализа внедрены в практику расчётных обоснований облучательных экспериментов в ИЯФ РК. Они применяются при подготовке новых программ облучения для изотопного производства. - Элементы конструкции ЭОК и оптимизированные режимы облучения рекомендованы для использования в рамках совместных программ по повышению эффективности производства радионуклидов в Казахстане

Level of implementation (in Kazakh) : Жоба аясында әзірленген техникалық шешімдер мен әдістемелер Қазақстан Республикасының Ядролық физика институтының (ЯФИ ҚР) базасында ВВР-К зерттеу реакторын пайдалану барысында сынақтан өткізіліп, расталды. Жаңа тәжірибелік сәулелендіру капсуласының (ЭОК) тиімділігі критикалық стендте және ВВР-К реакторының белсенді аймағында тәжірибелік түрде тексерілді. Нәтижелер активациялық әдіспен ⁹⁹Mo изотобын өндіру тиімділігін арттыру мүмкіндігін растады. Нейтрондық-физикалық және жылуфизикалық талдау бойынша әзірленген есептеу модельдері мен әдістемелер ИЯФ РҚ-та сәулелендіру эксперименттерін есептік негіздеу тәжірибесіне енгізілді және жаңа изотоптық өндіріс бағдарламаларын дайындауда қолданылады. ЭОК конструкциясының элементтері мен оңтайландырылған сәулелендіру режимдері Қазақстандағы радионуклидтер өндірісінің тиімділігін арттыру жөніндегі бірлескен бағдарламаларда қолдануға ұсынылады.

Efficiency (in Russian) : Результаты, полученные в ходе выполнения проекта, демонстрируют высокую научно-техническую, технологическую и экономическую эффективность разработанных решений. Научно-техническая эффективность. Впервые для исследовательского реактора ВВР-К разработана и экспериментально проверена конструкция экспериментальной облучательной капсулы (ЭОК) с бериллиевым замедлителем, обеспечивающая оптимизацию спектра нейтронов в зоне облучения. Технологическая эффективность. Разработанная ЭОК отличается простотой конструкции, герметичностью, радиационной стойкостью и безопасностью эксплуатации. Экономическая эффективность. Повышение удельной активности ⁹⁹Mo приводит к увеличению выхода радионуклида при тех же затратах времени и мощности реактора, что повышает производительность изотопного производства без увеличения загрузки реактора; обеспечивает экономию эксплуатационных ресурсов реакторного комплекса. Социально-практическая эффективность. Внедрение результатов проекта способствует увеличению внутреннего производства медицинских радиоизотопов в Казахстане, снижению зависимости от импорта и развитию национальной инфраструктуры ядерной медицины.

Efficiency (in Kazakh) : Жобаны орындау нәтижелері әзірленген шешімдердің ғылыми-техникалық, технологиялық және экономикалық тиімділігінің жоғары екенін көрсетті. Ғылыми-техникалық тиімділік. ВВР-К зерттеу реакторы үшін алғаш рет бериллий тежегіші бар тәжірибелік сәулелендіру капсуласының (ЭОК) конструкциясы әзірленіп, сынақтан өтті. Бұл конструкция сәулелену аймағындағы нейтрон спектрін оңтайландыруды қамтамасыз етеді. Технологиялық тиімділік. ЭОК қарапайым құрылымымен, герметикалылығымен, радиацияға төзімділігімен және пайдалану қауіпсіздігімен ерекшеленеді. Экономикалық тиімділік. ⁹⁹Mo изотобының меншікті белсенділігінің артуы реактордың қуаты мен уақыты өзгермей-ақ радионуклид шығымының өсуін қамтамасыз етеді, бұл изотоп өндірісінің өнімділігін арттырып, реакторлық кешеннің пайдалану ресурстарын үнемдеуге мүмкіндік береді. Әлеуметтік-практикалық тиімділік. Жоба нәтижелерін енгізу Қазақстанда медициналық радиоизотоптарды ішкі өндіру көлемін ұлғайтуға, импортқа тәуелділікті азайтуға және ядролық медицина инфрақұрылымын дамытуға ықпал етеді.

Field of application (in Russian) : Разработанные в рамках проекта технические решения, методики и конструкция экспериментальной облучательной капсулы (ЭОК) предназначены для применения в области нейтронно-физических исследований, изотопного производства и реакторных испытаний материалов и изделий в исследовательском реакторе ВВР-К.

Field of application (in Kazakh) : Жоба аясында әзірленген техникалық шешімдер, әдістемелер және тәжірибелік сәулелендіру капсуласының (ЭОК) конструкциясы нейтрондық-физикалық зерттеулерде, изотоп өндіруде және материалдар мен бұйымдарды реакторлық сынау жұмыстарында, соның ішінде ВВР-К зерттеу реакторында қолдануға арналған.