ГАММА-СПЕКТРОМЕТРИЯЛЫҚ КЕШЕН

Кешен радионуклидтердің белсенділігін өлшеуге; үлгілердің жиынтық белсенділігін өлшеуге; иондаушы сәулелену спектрлерін өлшеуге; үлгілердің радионуклидтік құрамын, активтендіру индикаторларының белсенділігін және ВОТК твэлдері мен басқа да отын композицияларындағы бөлу өнімдерінің белсенділігін анықтауға арналған.

Гамма-спектрометриялық өлшеулер радиоактивті материалдарды тікелей олардың орналасқан жерлерінде бұзбай бақылауды жүзеге асыруға мүмкіндік береді.

Бөлу өнімдерінің салыстырмалы шығымын анықтаудың сынама алу әдісі.

ИВГ.1М реакторын іске қосудағы жылу тасымалдағыштың белсенділігін зерттеу, жартылай өткізгіш гамма-детекторды пайдалана отырып, жылу тасығыштағы бөлу өнімдерінің құрамын анықтау мақсатында «ИВГ.1М реакторының твэлдердің ҚГБ жүйесінде физикалық зерттеулер» бағдарламасына сәйкес жүргізіледі.

Аспаптық нейтронды-активтендіру талдау әдісі (АНАТ). Зерттелетін радионуклидтердің белсенділігін селективті өлшеу үшін көп элементті нейтронды-активтендіру талдауының аспаптық нұсқасын жүргізу кезінде оларды радиохимиялық бөлу емес, тек тіркелген гамма-спектрлерді өңдеудің аппараттық құралдары мен арнайы бағдарламалары қолданылады.

ҚР ҰЯО реакторларында АНАТ жүргізу үшін кіру деректері: үлгілерді сәулелендіру режимдері, ұстау режимдері және өлшеу уақыты болып табылады.

Қолданыстағы гамма-спектрометриялық кешеннің құрамына келесі жабдықтар кіреді:

– CANBERRA германийлық жартылай өткізгіш детекторлары;

– CANBERRA 802-3 сцинтилляциялық детекторлары;

– Гамма-спектрометрлер (спектр анализаторлары): InSpector, InSpector-2000, DSA-LX;

– Аналитикалық таразылар: ВЛР-200, OHAUS Рioneer PA64C;

– Дьюар ыдыстары (көлемі 17-ден 30 л-ге дейін);

– Төмен фонды қорғаныс, коллиматор.

Зерттеудің негізгі бағыттары:

– ядролық техника материалдарының үлгілерінде талдаушы элементтерді белсендіру бойынша эксперименттік деректерді алу, үлгілерді ұстау және өлшеу жағдайларын зерттеу;

– үлгілердегі талдамалық элементтер үлесінің аттестатталған мәндері бар стандартты үлгілердің ядролық техника материалдарымен бірге сәулелену бойынша Ко-АНАТ жүргізу (АНАТ көмегімен айқындалатын 30 элементке дейін);

– салыстырмалы әдіспен үлгілер құрамындағы микроқоспаларды анықтау (эталондар әдісі);

– энергия бөлу мониторларында энергия бөлуді (бөліністердің үлестік санын), твэлдер мен реакциялардың үлестік санын активтендіру индикаторларымен (АИ) анықтау; отын детекторларындағы ²³⁵U салыстырмалы құрамын анықтау;

– ЭҚ қуысында отын балқымасының ықтимал таралуын болжау мақсатында эксперименттік құрылғының биіктігі бойынша гамма-сәулелену қарқындылығының салыстырмалы таралуын анықтау;

– жылу тасымалдағыштың белсенділігін бағалау, бөліну өнімдерінің құрамын анықтау (ИВГ.1М реакторының жылу тасымалдағышында).

Кешен ИВГ.1М реактор жүйесінде қолданылады. Реакторды техникалық дұрыс және қауіпсіз пайдалануды қамтамасыз ететін, атап айтқанда твэл қабықтарының герметикалығын бақылау жүйесінде (ҚГБЖ) – іске қосу ауысымдары кезінде сынама іріктеу әдісімен ИВГ реакторының жылу тасымалдағышында бөлу өнімдерінің құрамын анықтау жүргізіледі. Сондай-ақ кешеннің көмегімен ұзақ сақтауға түсетін ИСК және ҚРҚ құрамындағы радионуклидтерді сәйкестендіру жүргізіледі.

 

МАТЕРИАЛТАНУ ЗЕРТТЕУЛЕРІНЕ АРНАЛҒАН КЕШЕН

 «УТФИ-2» қондырғысы

«УТФИ-2» қондырғысы модельдік оксидті ядролық отынның жылу физикалық сипаттамаларының кешенін (температура өткізгіштік, жылу сыйымдылық, жылу өткізгіштік) зерттеуге арналған. «УТФИ-2» қондырғысында 2-ден 20 Вт×м^-1×К^-1 диапазонында жылу өткізгіштігі бар материалдардың, 20-дан 800°С дейінгі температура диапазонында жылу физикалық қасиеттерін зерттеуге болады. Зерттеулер вакуумда да, инертті газ ортасында да жүргізілуі мүмкін.

Техникалық сипаттамалары:

Қондырғы қуаты………………………………….. (220 В ± 2 %, 50 Гц);

Тұтынылатын қуат ………………………………..1500 Вт-тан аспайды;

Жалпы өлшемдері …………………………………560×560×920 мм;

Температура өткізгіштік коэффициентінің

анықтау кезіндегі қателік……………………… 4% тен артық емес;

меншікті жылу сыйымдылығы ……………… 4% тен артық емес;

жылу өткізгіштік коэффициенті ……………   10% тен артық емес;

Зерттелетін үлгінің өлшемдері ……………    диаметрі 12 мм; қалыңдығы 4 мм

Оптикалық микроскопия учаскесі

Зерттелетін үлгілердің микроқұрылымын зерттеу үшін кешен Olympus BX-41m (×800) тікелей металлографиялық микроскоппен, сондай-ақ инверттелген LV-41 (×1000) және Sop-Top ICX41M (×1500) микроскоптармен жабдықталған, поляризация режимінде және DIC әдісі бойынша (дифференциалды-интерференциялық контраст) жарық пен қараңғы өрісте шағылысқан жарықта зерттеу жүргізуге мүмкіндік береді. Барлық микроскоптарда сандық фототүсірілім қарастырылған.

МПМ-2У (ООО НПК МИКРОКОН) портативті металлографиялық микроскоптың көмегімен   сынама үлгілерін металл конструкцияларынан бөлмей, материалдардың құрылымын бұзбайтын бақылау жүзеге асырылады.

Электронды микроскопия учаскесі

Бөлімде әртүрлі үлгілерді электронды-микроскопиялық және рентгендік-спектрлік зерттеулерге арналған (морфологияны, микроқұрылымды, жіңішке құрылыс ерекшеліктерін, фазалық әртектілікті, дисперсиялықты талдау, микроотүтікшелер сапалық және сандық элементтік талдау) JSM-6390 (JEOL Ltd.) және VEGA 3 LMH (TESCAN) жоғары ажыратымдылықтағы сканерлейтін электронды микроскоптар бар. Нысанның бетінен кескін алу екінші және шағылысқан электрондар режимінде жоғары вакуумда жүзеге асырылады.

Микроскоптар JED-2300 және Oxfford Inca X-Act энергетикалық спектрометрлерімен жабдықталған. Be-ден Pu-ға дейінгі элементтер анықталады.

Сынама дайындау учаскесі

Арнайы дайындық участкесі металдар мен қорытпалардан үлгілерді және шағын өлшемді бөлшектерді бастапқы кесу, дәл дайындау бойынша жұмыстарды орындауға арналған. Осы учәскеде жасалған үлгілер беттерді тиісті өңдеуден кейін аналитикалық зерттеулерде және әртүрлі орталардың материалдарға өзара әрекеттесуі үшін физикалық эксперименттерде қолданылады.

Сым электроэрозиялық машина балқу температурасы мен қаттылығына қарамастан, барлық белгілі электрөткізгіш металдар мен қорытпалардан кішкене өлшемді үлгілер мен бөлшектерді кесу үшін қолданылады.

Орташа қаттылықтағы және әртүрлі пішіндегі металл және металл емес дайындамалардан үлгілерді кесу JET 351V таспалы аралы білдегінің көмегімен жүзеге асырылады.

Металл және металл емес дайындамалардан күрделі пішіндер мен ұсақ бөлшектердің үлгілерін дәл дайындау үшін ЧПУ минифрезерлер қолданылады.

Металлографиялық шлифтердің бетін дайындау NERIS, LaboPol-25 (Struers фирмасының) көлденең, ажарлау-жылтырату станоктарында, сондай-ақ үлгі ұстағыштармен жабдықталған DualPrep 3РН (ALLIED High Tech Products, Inc.) және FORCIPOL (METKON) автоматты ажарлау-жылтырату станцияларында орындалады.

Металлографиялық зерттеулер үшін көбінесе зерттелетін үлгілерді электролиттік жылтырату және өңдеу қажет. Осы мақсаттар үшін электролиттік жылтырату және өңдеу учаскелері бар.

Фазалық және элементтік талдау учаскесі

Рентгендік фазалық талдау үшін Panalytical компаниясы шығарған Empyrean дифрактометрі қолданылады. Бұл құрылғының ерекшелігі Pixcell технологиясымен жасалған, жоғары санау жылдамдығы, кең динамикалық диапазоны және сызықтығы бар детектор.

Дифрактометр рентгендік дифрактометрияның келесі міндеттерін орындай алады:

– жоғары жылдамдық пен анықтау дәлдігі бар классикалық фазалық талдау;

– элементарлы ұяшықтың параметрлерін анықтау, нақтылау;

– текстураны талдау, полюсті фигураларды құруы;

– кристаллиттердің жүктемелігі мен мөлшерін анықтау;

– эпитаксиалды пленкаларды, жоғары реттелген құрылымдарды талдау, тербеліс қисықтарын талдау, кері кеңістік карталарын құру, құрылымдардың жетілуін бағалау;

– наноөлшемді ұнтақтар мен материалдарды талдау.

Түрлі материалдар үлгілерінің элементтік құрамын анықтау үшін Rigaku компаниясы өндірген Supermini 200 толқын-дисперсиялық рентген-флуоресценттік (ТДРФ) спектрометрі қолданылады.

Supermini 200 – кез-келген материалдардың (қатты денелер, ұнтақ материалдар, қорытпалар және жұқа пленкалар) фтордан (F) уранға (U) дейінгі элементтерін талдауға мүмкіндік беретін жоғары қуатты үстел ТДРФ спектрметрі.

Зерттеудің негізгі бағыттары:

– материалдарды зерттеуге дайындау, үлгілерді кесуден бастап металлографиялық шлифтарды алуға дейін және т. б.;

– морфологияны, микроқұрылымды, жіңішке құрылым ерекшеліктерін, фазалық әртектілікті, дисперсиялықты талдау, микрокөлемдегі сапалық және сандық элементтік талдау;

– зерттелетін үлгілердің микроқұрылымын зерттеу;

-2-ден 20 Вт×м^-1×К^-1 диапазонында жылу өткізгіштігі бар материалдардың, 20-дан 800 °С дейінгі температура диапазонында жылу физикалық қасиеттерін зерттеу;

– әртүрлі материалдар үлгілерінің элементтік құрамын анықтау;

– анықтау жылдамдығы мен дәлдігі жоғары классикалық фазалық талдау жүргізу, ұяшық параметрлерін анықтау және нақтылау.

 

МЕХАНИКАЛЫҚ СЫНАУҒА АРНАЛҒАН ЖАБДЫҚТАР КЕШЕНІ

Кешен құрамына Instron 5966, Tinius Olsen 50st әмбебап сынақ машиналары және Qness Q60M және Q10A+ автоматты қаттылық өлшегіштері кіреді.

Зерттеудің негізгі бағыттары:

– ГОСТ, ISO, ASTM және т. б. стандарттарына сәйкес созылу, қысу және иілу үшін әртүрлі материалдарды статикалық сынау кезінде материалдардың беріктік және пластикалық сипаттамаларын анықтау;

– механикалық сынау процесінде деформацияны түйіспелік және түйіспесіз өлшеу әдістерімен өлшеу;

– Виккерс және Бринелл шкаласы бойынша әртүрлі материалдардың және оның жекелеген құрылымдық компоненттерінің микроқаттылығын және макроқаттылығын анықтау;

– шетелдік стандарттар бойынша қатайтылған қабаттың тереңдігін (CHD, NHT, NCD) анықтау.

 

ТЕРМИЯЛЫҚ СЫНАУҒА АРНАЛҒАН ЖАБДЫҚТАР КЕШЕНІ

Кешен құрамына СНОЛ 8,2/1100 муфельді зертханалық пештері және «КОРИНА» эксперименттік қондырғылары кіреді.

«КОРИН» қондырғысы 200-ден 600 °С дейінгі температура аралығында тұрақты жүктеме кезінде сәулеленген және сәулеленбеген конструкциялық реакторлық материалдардан жасалған микроүлгілердің бір осьті созылуына механикалық сынақтар және ұзақ уақыт бойы изотермиялық сынақтар жүргізуге мүмкіндік береді.

Зерттеудің негізгі бағыттары:

– 50-ден 1100 °С дейінгі температурада әртүрлі материалдар мен бұйымдарды термоөңдеу;

– электр пештеріне қосылған газ вакуумдық постты пайдалана отырып, ауада да, инертті газ ортасында да термиялық сынақтар жүргізу;

– тұрақты жүктеме немесе тұрақты деформация жылдамдығындағы конструкциялық материалдарды коррозиялық сынау;

– беріктік және пластикалық сипаттамаларды анықтау үшін конструкциялық материалдарды статикалық және ұзақ сынау.

 

ТЕРМОГРАВИМЕТРИЯЛЫҚ ТАЛДАУ ЖӘНЕ ДИФФЕРЕНЦИАЛДЫ СКАНЕРЛЕЙТІН КАЛОРИМЕТРИЯ УЧАСКЕСІ (ТГТ/ДСК)

Термогравиметриялық талдау мен дифференциалды сканерлеу калориметриясын TGA/DSC3+ (Mettler Toledo) термогравиметриялық талдау кешенінің негізінде құрылған ТиГрА эксперименттік қондырғысы жүзеге асыруға мүмкіндік береді.

TGA/DSC3 + термогравиметриялық талдағыш – температура мен уақытқа байланысты масса мен жылу ағынын өлшеу негізінде материалдың қасиеттерін зерттеуге арналған құрылғы. Құрылғы үрлеудің ламинарлық газ ағынын қамтамасыз ету және газ ағындарының масса мен жылу ағынын өлшеуге әсерін азайту үшін көлденең конструкциялы жоғары температуралы герметикалық пешімен жабдықталған.

Техникалық сипаттамалары:

Пешті вакуумдау (10 мбар дейін) немесе әртүрлі реакциялық газдармен (инертті, тотықтырғыш және тотықсыздандырғыш) үрлеу мүмкіндігі

Температуралық диапазоны…………………..1600 °C дейін

Жылыту жылдамдығы …………………………..   0,02-ден 200 °C/мин 0,01 °C/мин

Температураны өлшеу дәлдігі ……………….  ±0,3 °С

Таразыларды өлшеу шегі ……………………… 0,1 мкг дискреттілігі бар 5 г дейінгі және ішкі калибрленуі екі кіріктірілген гірмен

Тигльдің көлемі ………………………………………..20-дан 900 мкл-ге дейін

Эксперименттер кезінде газ ортасының компоненттерін үздіксіз талдау үшін ТиГрА қондырғысы ThermoStar масс-спектрометриялық жүйесімен жабдықталған:

Анықталатын массалардың диапазоны ………1 ден 300 а.е.м дейін;

Ең аз анықталатын концентрация………………..1 ppm дейін

Зерттеудің негізгі бағыттары:

Газ және бу-газ қоспаларының ЯР және ТЯР материалдарымен өзара әрекеттесуін зерттеу.