19.04.2019
219.017.2ca0

СПОСОБ ИМИТАЦИИ СВОЙСТВ ПЛУТОНИЯ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области моделирования процессов диспергирования плутония при аварийном взрыве объектов и распространения его аэрозолей в атмосфере и может быть использовано для прогнозирования масштабов радиоактивного загрязнения местности при авариях. Способ имитации свойств плутония заключается в применении металлического церия в качестве имитатора плутония при моделировании процессов диспергирования плутония и распространения образующихся аэрозолей в атмосфере при аварийном взрыве объектов. Изобретение позволяет создать экологически безопасный способ имитации свойств плутония при взрыве.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области молелирования процессов диспергирования плутония при аварийном взрыве объектов и распространения его аэрозолей в атмосфере и предназначено для наиболее полного имитирования процессов диспергирования плутония при взрывном нагружении и его распространения.

Может быть использовано для прогнозирования масштабов радиоактивного загрязнения местности при авариях, связанных со взрывом изделий ядерно-энергетического комплекса, а также разработки технических решений по снижению последствий радиационных аварий.

В случае аварийного взрыва, который может возникнуть при эксплуатации изделий ядерно-энергетического комплекса, содержащих в своем составе плутоний, будет происходить диспергирование и распространение плутония в атмосфере в форме аэрозолей. Это приведет к радиоактивному загрязнению окружающей среды плутонием, что представляет значительную экологическую опасность. К настоящему времени процессы фрагментации плутония при взрывном нагружении и его распространения в атмосфере изучены недостаточно, что затрудняет прогнозирование и разработку технических решений по снижению радиационных последствий аварий. Эксперименты с изделиями и их образцами (моделями), содержащими плутоний, очень дорогостоящие и, главное, представляют экологическую опасность и их проведение в атмосфере в настоящее время невозможно. В связи с этим в подобных экспериментах для имитирования процессов диспергирования плутония при взрывном нагружении и распространения его аэрозолей в атмосфере целесообразно использовать экологически безопасный материал-имитатор, сходный с плутонием по поведению при взрывном нагружении.

В заявке на изобретение (патент РФ №2216605 приоритет 13.09.2001 г.) «Имитатор плутония при горении» /1/ используется известный сплав урана с железом U-Fe, содержащий 88,2 мас.% U и 11,8 мас.% Fe, по новому назначению, а именно для имитирования процессов горения и распространения в атмосфере плутония. Сплав имеет структуру эвтектического типа с минимальной температурой плавления ≈725°С, что немного выше, чем у плутония ≈640°С. Данный имитатор характеризуется близостью к плутонию по физико-химическим свойствам, параметрам горения, образованию аэрозолей при горении и их распространению.

В задачу заявки не входило рассмотрение возможности использования сплава U-Fe для имитирования процессов диспергирования и распространения плутония при взрывном нагружении. Но даже и без подробного рассмотрения, ввиду того, что сплав U-Fe - радиоактивный, хотя и имеет низкую активность по сравнению с плутонием (1 кг U238 ≈1,4·10-3 Ки, 1 кг Pu ≈72 Ки), не обеспечивается экологическая безопасность экспериментов, что является основным его недостатком.

В работе /2/ рассматривается возможность использования церия металлического в качестве имитатора плутония при горении. Церий сходен с плутонием по характеристикам высокотемпературного окисления. Плутоний и церий имеют сравнительно низкие температуры плавления (≈640°С и ≈804°С соответственно), имеют сходство по кинетике окисления и горению жидкой фазы, образуют идентичные продукты окисления PuO2 и СеО2. Значительное сходство наблюдается у окислов как по термодинамике, так и по физико-химическим свойствам.

Рассмотренное сходство PuO2 и CeO2 позволяет надеяться на близость в строении, свойствах и распространении в окружающей среде частиц, образуемых этими оксидами в аварийных ситуациях, связанных с высокотемпературным воздействием пожара.

Возможность использования церия для имитирования процессов диспергирования плутония при взрывном нагружении и его распространения в атмосфере в указанной работе не рассматривалась.

При поиске не обнаружено источников информации, в которых раскрывалась бы задача моделирования свойств плутония при взрыве.

Задачей настоящего изобретения является создание способа имитирования свойств плутония при моделировании аварийных ситуаций, сопровождающихся взрывом, где в качестве имитатора выбран металлический церий.

Технический результат заключается в следующем:

- в создании экологически безопасного способа;

- в хорошей сходимости результатов имитации плутония металлическим церием, например по доли респирабельной фракции.

Технический результат достигается тем, что в предлагаемом способе имитации свойств плутония при моделировании процессов диспергирования и распространения образующихся аэрозолей в атмосфере при взрыве объектов применен металлический церий в качестве имитатора плутония.

На основании проведенного комплекса исследований получено, что церий наилучшим образом имитирует поведение плутония при взрывном нагружении по спектру образующихся аэрозолей (распределение количества частиц по аэродинамическому диаметру), а именно доли респирабельной фракции, имеющей определяющее значение с точки зрения поступления плутония в организм человека путем ингаляции, что представляет опасность для его жизнедеятельности (задерживаются в организме в основном респирабельные фракции), и их распространения на значительные расстояния. Это достигается путем образования одинаковых количеств жидких фаз при взрывном нагружении и скоростей высокотемпературного окисления при полете частиц, которые определяют долю аэрозолей в респирабельной фракции в общем спектре частиц.

Имеется экспериментальное подтверждение расчетных данных с использованием церия в качестве имитатора плутония по спектру аэрозолей, плотности выпадения на местности и приземной объемной концентрации.

В качестве параметров, характеризующих процессы диспергирования плутония при взрывном нагружении и распространения его аэрозолей в атмосфере, и по которым проводится выбор имитатора, использовались данные, полученные при наземных натурных испытаниях в штате Невада в 1963 году /3/. В опытах получены спектры аэрозолей, включая респирабельную фракцию, по плотности выпадения на местности и приземной объемной концентрации плутония.

При их сравнении, с учетом экспериментов с церием, имеет место достаточная близость результатов по плутонию и церию по основным параметрам: доли респирабельной фракции и плотности их выпадения по оси следа облака взрыва при близких метеоусловиях.

Таким образом, возможность достижения технического результата при использовании предлагаемого способа подтверждается экспериментами, проведенными с изделиями, содержащими ВВ и церий - имитатор плутония. Получены экспериментальные данные по спектру аэрозолей, включая респирабельную фракцию, плотности выпадения на местности и приземной объемной концентрации имитатора, близкие к экспериментальным данным с плутонием.

Сходство по данным параметрам позволяет использовать церий для имитирования процессов диспергирования плутония при взрывном нагружении и распространения его аэрозолей в атмосфере в аварийных ситуациях для прогнозирования последствий радиационных аварий с обеспечением экологической безопасности экспериментов.

Источники информации

1. Патент РФ №2216605 приоритет 13.09.2001 г. «Имитатор плутония при горении», МПК G01G 56/00, опубл. БИ №32 2003 г., авторы А.И.Веденеев, А.Я.Малышев, Е.В.Леваков, С.А.Пелесков, А.А.Федоров.

2. В.Х.Протопопов, Х.В.Протопопов. «Возможности использования церия и его оксида в качестве имитаторов горения плутония и образования диоксида. Сравнительное рассмотрение свойств металлов и оксидов-имитаторов» // Вопросы атомной науки и техники, серия Теоретическая и прикладная физика, 1999, выпуск I, с.12-22.

3. B.A.Boughton, J.M.DeLaurentis. Description and Validation of ERAD: An Atmospheric Dispersion Model for High Explosive Detonation. Sandia Report SAND 92-2069, 1992.

Способимитациисвойствплутонияпримоделированиипроцессовдиспергированияплутонияираспространенияобразующихсяаэрозолейватмосфереприаварийномвзрывеобъектов,заключающийсявпримененииметаллическогоцериявкачествеимитатораплутония.
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 91 items.
27.10.2015
№216.013.87e5

Комплект оборудования для проведения испытаний изделия

Изобретение относится к испытательному оборудованию, предназначенному для проведения заводских испытаний большегрузного и габаритного изделия на заключительном этапе его изготовления, и может быть использовано для имитации экстремальных ситуаций, появление которых возможно в процессе...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002566392
Дата охранного документа: 27.10.2015
20.02.2019
№219.016.c034

Способ автоматической сортировки грунтов, зараженных радиоактивными нуклидами, и устройство для его осуществления

Изобретение относится к области обращения твердых радиоактивных отходов. Способ автоматической сортировки грунтов, зараженных радионуклидами, заключается в том, что мелкие классы грунта крупностью менее 20-30 мм подают на ленту сепаратора в виде сплошного потока, который проходит вместе с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002339463
Дата охранного документа: 27.11.2008
01.03.2019
№219.016.c9b6

Устройство для формирования установочного импульса

Изобретение относится к области автоматики и импульсной техники и может быть использовано для формирования импульсов. Достигаемый технический результат - формирование установочного импульса гарантированной длительности при подаче на шину питания напряжения с любой длительностью фронта...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002296419
Дата охранного документа: 27.03.2007
01.03.2019
№219.016.cc3f

Способ управления электромагнитным приводом

Изобретение относится к машиностроению, в частности к электромагнитным приводам, и предназначено для использования в магистральных трубопроводах. Способ управления электромагнитным приводом заключается в удержании привода в исходном положении с помощью упругого элемента. Для перевода привода в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002352846
Дата охранного документа: 20.04.2009
11.03.2019
№219.016.d626

Способ изготовления тонкопленочных резисторов

Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано для производства микроэлектронных устройств и дискретных элементов. Технический результат: повышение выхода годных резисторов по параметрам точности за счет уменьшения влияния неконтролируемых дестабилизирующих факторов в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002270490
Дата охранного документа: 20.02.2006
11.03.2019
№219.016.d645

Взрывозащитная камера

Использование: для обеспечения безопасности при транспортировке, ликвидации и экспериментальной отработке взрывных устройств с энерговыделением до 60 кг ТЭ, в состав которых могут входить экологически опасные высокотоксичные вещества. Задача: расширение диапазона применения и обеспечение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002273821
Дата охранного документа: 10.04.2006
11.03.2019
№219.016.d647

Устройство для инициирования

Использование: в пиротехнике, в конструкциях воспламенителей. Сущность изобретения заключается в том, что в корпусе соосно через перегородку установлены инициирующий и воспламенительный заряды, выполненные из пиротехнических составов. Инициирующий заряд выполнен из безгазового пиротехнического...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002276319
Дата охранного документа: 10.05.2006
11.03.2019
№219.016.d65a

Кумулятивный заряд

Область применения: кумулятивные боеприпасы. Сущность изобретения: кумулятивный заряд содержит корпус 1, заряд взрывчатого вещества (ВВ) 2, средство инициирования 3, размещенное на оси заряда, и разнотолщинную кумулятивную облицовку 4 в форме раструба с увеличенной толщиной от вершины к...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002262060
Дата охранного документа: 10.10.2005
11.03.2019
№219.016.d718

Сверхвысокочастотный генератор на основе виртуального катода с радиальным пучком

Область техники - генерирование электромагнитных волн. Может быть использовано при создании генераторов мощного сверхвысокочастотного (СВЧ) излучения. СВЧ-генератор на основе виртуального катода с радиальным пучком содержит вакуумную камеру, в корпусе которой, коаксиально, без контакта между...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002297688
Дата охранного документа: 20.04.2007
10.04.2019
№219.016.ffe4

Способ изготовления композитных проводов

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в устройствах, предназначенных для работы при температурах жидкого гелия. Техническая задача настоящего изобретения заключается в обеспечении горячего уплотнения композитной заготовки перед экструзией, не связанного с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002285966
Дата охранного документа: 20.10.2006
Showing 1-10 of 37 items.
20.01.2013
№216.012.1dda

Пассажирский конвейер с возможностью представления преимущественно визуальной информации

Изобретение относится к производству и эксплуатации пассажирских конвейеров, таких как эскалаторы, травелаторы, в том числе со сложными криволинейными, спиральными (винтовыми) и другими траекториями, а также к устройствам для размещения и представления рекламной и иной информации,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473136
Дата охранного документа: 20.01.2013
10.05.2013
№216.012.3e7c

Стенд для испытаний объектов на удар

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к стендам для испытаний на комплексное воздействие механического удара и различных физических факторов, в частности к стендам для испытаний изделий на воздействие ударных нагрузок. Устройство содержит ствол, навеску пороха, мишень, снаряд...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002481563
Дата охранного документа: 10.05.2013
20.11.2013
№216.012.8357

Пассажирский конвейер с возможностью представления преимущественно визуальной информации и устройство для представления указанной информации

Группа изобретений относится к производству и эксплуатации пассажирских конвейеров, таких как эскалаторы, травелаторы, в том числе со сложными криволинейными, спиральными (винтовыми) и другими траекториями, а также к устройствам для размещения и представления рекламной и иной информации,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002499299
Дата охранного документа: 20.11.2013
27.11.2013
№216.012.864d

Лазерное фосфатное стекло

Изобретение относится к материалам для активных элементов лазеров. Лазерное фосфатное стекло включает PO, AlO, ВО, SiO, КO, NaO, СаО, SrO, BaO, СеО и NdO при следующем соотношении компонентов: (в мас.%) PO 60-66, AlO 4-8,5, ВО 0,2-3, SiO 0,5-3, КО 4,5-11,5, NaO 0,5-3,5, СаО 0,1-3, SrO 2-17, BaO...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002500059
Дата охранного документа: 27.11.2013
27.12.2013
№216.012.9203

Упаковочный комплект для хранения и транспортировки изделия с радиоактивным веществом

Заявленное изобретение относится к области защитной техники при работе с радиоактивными веществами, в том числе при длительном хранении и транспортировании. Заявленное устройство включает внешний контейнер и внутренний контейнер, в котором расположено изделие с радиоактивным веществом. Внешний...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002503072
Дата охранного документа: 27.12.2013
27.02.2014
№216.012.a779

Устройство блокировки цепи питания, встраиваемой в оборудование

Устройство блокировки цепи питания, встраиваемой в оборудование, относится к электротехнике и может быть использовано в схемах автоматической защиты электрических линий, встраиваемых в стойки, каркасы, корпусы и т.д. технических систем, оборудования и срабатывающих в случае недопустимых...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002508588
Дата охранного документа: 27.02.2014
10.05.2014
№216.012.c21e

Способ варки и вакуумного осветления высокотемпературных стекол

Способ используется при периодической варке и осветлении высокотемпературных оптических, технических, электровакуумных и стекол специального назначения с выработкой в блоки. Стекло наваривают в платиновом сосуде в вакуумной печи до объема не более 4/5 его высоты и выдерживают в течение 2-3...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002515443
Дата охранного документа: 10.05.2014
27.07.2014
№216.012.e4fb

Устройство взрывное

Изобретение относится к области взрывной техники и может быть использовано в разработке боеприпасов военного назначения, взрывных устройств для применения в хозяйственной и научно-исследовательской деятельности. В устройстве взрывном содержится основной заряд ВВ, детонационный волновой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002524409
Дата охранного документа: 27.07.2014
10.01.2015
№216.013.172a

Устройство взрывное

Устройство взрывное содержит основной заряд взрывчатого вещества, матрицу из инертного материала с сетью каналов и отверстий, заполненных взрывчатым веществом, корпусные элементы, источник инициирования, инициирующий общий приемный участок. Над матрицей со стороны каналов установлен коллектор,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002537358
Дата охранного документа: 10.01.2015
27.02.2015
№216.013.2c47

Взрывное устройство

Изобретение относится к области взрывной техники и может быть использовано в разработке боеприпасов, взрывных устройств для применения в хозяйственной деятельности и научно-исследовательской деятельности. Взрывное устройство содержит корпус с крышкой, в котором размещен основной заряд ВВ,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002542803
Дата охранного документа: 27.02.2015

Похожие РИД в системе