Використання методу лазерної фрагментації під час вилучення лавоподібних паливовмісних матеріалів об'єкта «Укриття»
The Project to transform the Shelter into an environmentally safe system has achieved a significant milestone in the process of transitioning Chornobyl NPP Unit 4 to a safe environmental state. However, the program does not include the measures for long-term safe management of the nuclear stockpile...
Збережено в:
| Дата: | 2023 |
|---|---|
| Автори: | , , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | English |
| Опубліковано: |
State Scientific and Technical Center for Nuclear and Radiation Safety
2023
|
| Онлайн доступ: | https://nuclear-journal.com/index.php/journal/article/view/1055 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Nuclear and Radiation Safety |
Репозитарії
Nuclear and Radiation Safety| id |
oai:ojs2.nuclear-journal.com:article-1055 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| institution |
Nuclear and Radiation Safety |
| collection |
OJS |
| language |
English |
| format |
Article |
| author |
Proskurin, O. Saveliev, M. Molitor, N. Wetzig, А. Herwig, P. Hauptmann, J. |
| spellingShingle |
Proskurin, O. Saveliev, M. Molitor, N. Wetzig, А. Herwig, P. Hauptmann, J. Використання методу лазерної фрагментації під час вилучення лавоподібних паливовмісних матеріалів об'єкта «Укриття» |
| author_facet |
Proskurin, O. Saveliev, M. Molitor, N. Wetzig, А. Herwig, P. Hauptmann, J. |
| author_sort |
Proskurin, O. |
| title |
Використання методу лазерної фрагментації під час вилучення лавоподібних паливовмісних матеріалів об'єкта «Укриття» |
| title_short |
Використання методу лазерної фрагментації під час вилучення лавоподібних паливовмісних матеріалів об'єкта «Укриття» |
| title_full |
Використання методу лазерної фрагментації під час вилучення лавоподібних паливовмісних матеріалів об'єкта «Укриття» |
| title_fullStr |
Використання методу лазерної фрагментації під час вилучення лавоподібних паливовмісних матеріалів об'єкта «Укриття» |
| title_full_unstemmed |
Використання методу лазерної фрагментації під час вилучення лавоподібних паливовмісних матеріалів об'єкта «Укриття» |
| title_sort |
використання методу лазерної фрагментації під час вилучення лавоподібних паливовмісних матеріалів об'єкта «укриття» |
| title_alt |
Use of the Laser Fragmentation Method in the Extraction of LFCM from the Shelter |
| description |
The Project to transform the Shelter into an environmentally safe system has achieved a significant milestone in the process of transitioning Chornobyl NPP Unit 4 to a safe environmental state. However, the program does not include the measures for long-term safe management of the nuclear stockpile at Chornobyl NPP Unit 4 that are essential. A considerable amount of fuel, approximately 200 tons, has been mixed with reactor debris and structural components, resulting in the formation of fuel-containing materials spanning hundreds of cubic meters. These fuel-containing materials are located in the lower levels of Chornobyl NPP Unit 4.
Given the degradation and natural deterioration of fuel-containing materials leading to generation of radioactive aerosols, as well as recent changes in neutron flux density observed after the installation of the New Safe Confinement, there is an urgent need to enhance the development and implementation of appropriate technology. One promising approach is application of the dry fragmentation technology, which uses a high-power solid-state laser developed at the Fraunhofer IWS laboratory in cooperation with the Institute for Safety Problems of Nuclear Power Plants NAS of Ukraine and Plejades GmbH. This technology offers advantages such as minimizing the dynamic and static loads on local structures, efficient energy transfer (heat), and reducing dust formation.
This article presents the main aspects of the laser fragmentation method of LFCM. The article describes the details of the controlled destruction technology of thermally stressed material, developed as a result of tests with simulated material at the Fraunhofer IWS laboratory. The work is focused on the measures required for implementing the dry fragmentation technology at the Shelter. It presents pre-conceptual approaches for retrieval and handling of fuel-containing materials located in the lower floors of Chornobyl NPP. The article outlines an approach for accessing fuel-containing materials, a strategy for their fragmentation, subsequent packaging, and safe storage within the Chornobyl NPP until final disposal. Additionally, the creation of a tool system and means of delivery are also described. |
| publisher |
State Scientific and Technical Center for Nuclear and Radiation Safety |
| publishDate |
2023 |
| url |
https://nuclear-journal.com/index.php/journal/article/view/1055 |
| work_keys_str_mv |
AT proskurino useofthelaserfragmentationmethodintheextractionoflfcmfromtheshelter AT savelievm useofthelaserfragmentationmethodintheextractionoflfcmfromtheshelter AT molitorn useofthelaserfragmentationmethodintheextractionoflfcmfromtheshelter AT wetziga useofthelaserfragmentationmethodintheextractionoflfcmfromtheshelter AT herwigp useofthelaserfragmentationmethodintheextractionoflfcmfromtheshelter AT hauptmannj useofthelaserfragmentationmethodintheextractionoflfcmfromtheshelter AT proskurino vikoristannâmetodulazernoífragmentacíípídčasvilučennâlavopodíbnihpalivovmísnihmateríalívobêktaukrittâ AT savelievm vikoristannâmetodulazernoífragmentacíípídčasvilučennâlavopodíbnihpalivovmísnihmateríalívobêktaukrittâ AT molitorn vikoristannâmetodulazernoífragmentacíípídčasvilučennâlavopodíbnihpalivovmísnihmateríalívobêktaukrittâ AT wetziga vikoristannâmetodulazernoífragmentacíípídčasvilučennâlavopodíbnihpalivovmísnihmateríalívobêktaukrittâ AT herwigp vikoristannâmetodulazernoífragmentacíípídčasvilučennâlavopodíbnihpalivovmísnihmateríalívobêktaukrittâ AT hauptmannj vikoristannâmetodulazernoífragmentacíípídčasvilučennâlavopodíbnihpalivovmísnihmateríalívobêktaukrittâ |
| first_indexed |
2024-09-01T17:42:15Z |
| last_indexed |
2024-09-01T17:42:15Z |
| _version_ |
1809016459719868416 |
| spelling |
oai:ojs2.nuclear-journal.com:article-10552024-01-31T14:01:41Z Use of the Laser Fragmentation Method in the Extraction of LFCM from the Shelter Використання методу лазерної фрагментації під час вилучення лавоподібних паливовмісних матеріалів об'єкта «Укриття» Proskurin, O. Saveliev, M. Molitor, N. Wetzig, А. Herwig, P. Hauptmann, J. The Project to transform the Shelter into an environmentally safe system has achieved a significant milestone in the process of transitioning Chornobyl NPP Unit 4 to a safe environmental state. However, the program does not include the measures for long-term safe management of the nuclear stockpile at Chornobyl NPP Unit 4 that are essential. A considerable amount of fuel, approximately 200 tons, has been mixed with reactor debris and structural components, resulting in the formation of fuel-containing materials spanning hundreds of cubic meters. These fuel-containing materials are located in the lower levels of Chornobyl NPP Unit 4. Given the degradation and natural deterioration of fuel-containing materials leading to generation of radioactive aerosols, as well as recent changes in neutron flux density observed after the installation of the New Safe Confinement, there is an urgent need to enhance the development and implementation of appropriate technology. One promising approach is application of the dry fragmentation technology, which uses a high-power solid-state laser developed at the Fraunhofer IWS laboratory in cooperation with the Institute for Safety Problems of Nuclear Power Plants NAS of Ukraine and Plejades GmbH. This technology offers advantages such as minimizing the dynamic and static loads on local structures, efficient energy transfer (heat), and reducing dust formation. This article presents the main aspects of the laser fragmentation method of LFCM. The article describes the details of the controlled destruction technology of thermally stressed material, developed as a result of tests with simulated material at the Fraunhofer IWS laboratory. The work is focused on the measures required for implementing the dry fragmentation technology at the Shelter. It presents pre-conceptual approaches for retrieval and handling of fuel-containing materials located in the lower floors of Chornobyl NPP. The article outlines an approach for accessing fuel-containing materials, a strategy for their fragmentation, subsequent packaging, and safe storage within the Chornobyl NPP until final disposal. Additionally, the creation of a tool system and means of delivery are also described. Проєкт перетворення об’єкта «Укриття» на екологічно безпечну систему став важливою віхою в процесі переведення енергоблока № 4 Чорнобильської АЕС в екологічно безпечний стан. Проте, програма не містить заходів щодо довгострокового безпечного поводження з ядерним запасом на енергоблоці № 4 Чорнобильської АЕС. Значна кількість палива, приблизно 200 тонн, була змішана з уламками реактора та елементами конструкцій, внаслідок чого утворилися паливовмісні матеріали обсягом сотні кубометрів. Ці паливовмісні матеріали розташовані на нижніх рівнях енергоблока № 4 Чорнобильської АЕС. З огляду на деградацію та природне руйнування паливовмісних матеріалів, що призводить до утворення радіоактивних аерозолів, а також останні зміни щільності нейтронного потоку, які спостерігаються після встановлення Нового безпечного конфайнмента, існує нагальна потреба у посиленні розробки та впровадження відповідної технології. Перспективним підходом є використання технології сухої фрагментації, яка використовує потужний твердотільний лазер, розроблений у лабораторії Інституту технології матеріалів і лазерів Фраунгофер (м. Дрезден, Німеччина) у співпраці з Інститутом проблем безпеки атомних електростанцій НАН України та Plejades GmbH (м. Гессен, Німеччина). Ця технологія пропонує такі переваги, як мінімізація динамічних і статичних навантажень на локальні конструкції, ефективна передача енергії (тепла) і зменшення утворення пилу. У цій статті наведено основні аспекти методу лазерної фрагментації лавоподібних паливовмісних матеріалів. Відображено деталі технології контрольованого руйнування матеріалу під впливом термічного навантаження, розробленого в результаті випробувань з імітаційним матеріалом у лабораторії Інституту технології матеріалів і лазерів Фраунгофер. Розглядаються заходи, необхідні для впровадження технології сухого дроблення на об’єкті «Укриття». Вони являють собою передконцептуальні підходи до вилучення та поводження з паливовмісними матеріалами, розташованими на нижніх поверхах Чорнобильської АЕС. У статті наведено підхід до доступу до паливовмісних матеріалів, стратегію їх фрагментації, подальшого пакування та безпечного зберігання на території Чорнобильської АЕС до остаточного захоронення. Крім того, описано створення системи інструментів та засобів їх доставлення. State Scientific and Technical Center for Nuclear and Radiation Safety 2023-12-13 Article Article application/pdf https://nuclear-journal.com/index.php/journal/article/view/1055 10.32918/nrs.2023.4(100).09 Nuclear and Radiation Safety; No 4(100) (2023): Nuclear and Radiation Safety; 80-88 Ядерна та радіаційна безпека; № 4(100) (2023): Ядерна та радіаційна безпека; 80-88 2073-6231 en https://nuclear-journal.com/index.php/journal/article/view/1055/773 Авторське право (c) 2023 O. Proskurin, M. Saveliev, N. Molitor, А. Wetzig, J. Hauptmann |