Зеленая лужайка

Название: беспроводной мониторинг и профилирование параметров реактора с использованием массивов RFID‑меток с датчиками, размещенными на известных высотах (WO2019139968).

Авторы: Каспар Вогт, Дэвид Фукс (США).

Патентообладатели: Shell Oil Company (США), Shell Internationale Research Maatschappij (Нидерланды).

Сфера применения: системы измерения.

Реакторные емкости, содержащие катализатор, используются на нефтеперерабатывающих и химических заводах. Во время их работы необходимо измерять и контролировать технологические условия внутри корпуса. Эта информация помогает в управлении реакционными условиями. Традиционные способы сбора показаний датчиков предполагают использование измерительных каналов. Для выполнения профилирования эта система неудобна.

В патенте описан беспроводной способ сбора информации с помощью массива сенсоров. Несколько ресиверов с достаточной точностью определяют положение каждого из них методом триангуляции. Сигналы сенсоров легко различаются благодаря активируемой RFID‑метке, передающей результат измерений и уникальный идентификационный код в ответ на запрос.

Название: улучшенная защитная одежда (WO2019129656).

Автор: Эммануэль Дагер (Франция).

Патентообладатель: Paul Boye Technologies (­Франция).

Сфера применения: защитная одежда.

Современная рабочая одежда должна быть не просто прочной. Все чаще к ней предъявляют столь же строгие требования, как и к лучшим образцам снаряжения для экстремальных видов спорта. Запатентованная одежда может использоваться военными, полицией, пожарными, медиками. Ее внешний слой обладает водоотталкивающими и олеофобными свой­ствами. Есть также слой, задерживающий пары загрязняющего вещества и пропускающий воздух. Под загрязнителем изобретатели подразумевают любое токсичное химическое или биологическое вещество, например иприт. В местах, испытывающих повышенную нагрузку, используются дополнительные вставки.

Авторы также позаботились о том, чтобы агрессивные жидкости не просачивались сквозь перфорацию швов. Все это дает защиту от ядерного, радиологического, биологического и химического поражающих факторов.

Название: комплексное экспериментальное оборудование бассейнового типа для перспективных малых модульных реакторов с охлаждением сплавом свинца (WO2019160174).

Авторы: Иль Сун Хван, Ён Хун Шин (Южная Корея).

Патентообладатель: Seoul National University R&DB Foundation (Южная Корея).

Сфера применения: экспериментальные установки.

При разработке перспективного реактора было решено максимально повысить пассивную безопасность и отказаться от использования насоса, обеспечивающего циркуляцию в активной зоне. Изобретатели описывают экспериментальную сборку, которая служит для проверки работоспособности схемы с естественной циркуляцией теплоносителя, способной работать в режиме следования за нагрузкой.

Результаты будут использованы для создания малого модульного реактора бассейнового типа URANUS со свинцово-­висмутовой эвтектикой в качестве теплоносителя. В нем не будет циркуляционного насоса первого контура, все системы будут расположены внутри корпуса реактора.

Название: ядерное топливо из спеченного порошка, имеющее превосходную ударопрочность (WO2019146857).

Авторы: Ён Су На, Мин Янг Чой, Кванг-­Юнг Лим, Сын Чже Ли, Тэ Сик Юнг, Чон Сун Ю, Йонг Кён Мок (­Южная Корея).

Патентообладатель: Kepco Nuclear Fuel (­Южная ­Корея).

Сфера применения: топливо для ядерных реакторов.

Качество топливных таблеток имеет большое значение. Их размер может контролироваться автоматической лазерной измерительной системой, а контроль дефектов и загрязненности поверхности ведется с помощью оптических методик. Авторы проанализировали потерю веса таблетки в результате образования скола в зависимости от угла столкновения. Они решили оптимизировать форму таблеток так, чтобы снизить количество дефектов, которые могут возникнуть в результате удара.
Сочетание фасок и выемок позволило повысить устойчивость к сколам, в том числе при взаимодействии топливного стержня с оболочкой.

Название: сборка из термоэлементов, представляющая собой массив термопар (WO2019169055).

Автор и патентообладатель: Артур Бекман (США).

Сфера применения: альтернативные источники энергии.

Изобретатель предложил повысить экономическую эффективность производства и использования термоэлементов. Сотни тысяч термопар объединяются в генерирующий массив. Автор отказался от редких, дорогостоящих, опасных материалов и предложил использовать контейнер, в котором традиционно применяемые вещества могут вступать в контакт при нагревании и спекаться при высоких температурах.

Простота конструкции удешевляет производство. Корпуса термоэлементов могут изготавливаться методом 3D‑печати из термоустойчивого электроизолирующего материала.

Название: система и способ быстрого строительства шельфовой платформы для АЭС (WO2019183575).

Авторы: Джастин Лоури, Матиас Тройер (США).

Патентообладатели: Prodigy Clean Energy (Канада), Матиас Тройер (США).

Сфера применения: морские АЭС.

Морское размещение реакторов дает несколько преимуществ: неограниченное количество воды для охлаждения, простоту доставки крупногабаритных частей реактора, устойчивость к землетрясениям, цунами и повышению уровня моря. Не нужно учитывать плотность заселенности района и транспортную инфраструктуру.

Согласно описанию изобретения, платформа может быть установлена на сваях, закреплена швартовочными тросами или привязана к балласту. Она может располагаться на дне или плавать на поверхности. Предусмотрена защита от падения летательных аппаратов. На платформе может проводиться крупноузловая сборка малых модульных реакторов.

Название: составной лазер и способ радиоактивной дезактивации компонентов атомной электростанции (WO2019196217).

Авторы: Шаосуань Вэй, Гуосин Чэнь, Шухуй У, Хайфэн Лю, Ченьян Пан, Хуан Цянь, Бо Ван, Сун Инь, Энвэй Ян, Лин Е, Иу Лю, Илин Ши (Китай).

Патентообладатели: Suzhou Nuclear Power Research Institute, China General Nuclear Power Group, CGN Power (Китай).

Сфера применения: дезактивация.

Радиационная дезактивация повышает надежность работы атомной станции и снижает дозовую нагрузку на обслуживающий персонал. Ранее использовался метод однократной лазерной очистки. Он не позволял добиться идеального уровня чистоты.

Предложенное устройство состоит из двух лазеров: нано- и пикосекундного. Оно может быть дополнено третьим модулем с большей шириной импульса. Сначала поверхность сканируют, затем очищают. Качество очистки контролируется различными датчиками. Оптические и звуковые используют для поиска поверхностных загрязнений. Спектрометр определяет наличие посторонних примесей в испаренном веществе.

Модуль обратной связи управляет процессом в режиме реального времени и помогает задавать мощность, длительность и последовательность лазерных импульсов. Можно удалять не только поверхностные загрязнения, но и активированный слой стали.

Название: подходящий для ядерного реактора топливный элемент, содержащий силицид урана (WO2019166111).

Авторы: Саймон Мидлберг (Великобритания), Эдвард Лахода (США).

Патентообладатель: Westinghouse Electric Sweden (Швеция).

Сфера применения: топливо для ядерных ­реакторов.

Диоксид урана — отличный материал с высокой температурой плавления. Авторы попытались повысить эксплуатационные характеристики топлива, взяв за основу композиции, содержащие силицид урана. Более высокие плотность и теплопроводность, хорошая коррозионная стойкость делают его пригодным для создания аварийно-­устойчивого топлива. Добавление содержащего бор выгорающего поглотителя позволяет продлить срок эксплуатации и повысить экономическую эффективность.

Можно подобрать такое соединение бора, которое по своим физическим и химическим свой­ствам будет достаточно совместимо с силицидом урана, чтобы их можно было смешивать в одну таблетку. Изобретение может найти применение в перспективных реакторах, как в тепловых, так и в быстрых со свинцовым теплоносителем, в том числе в малых модульных реакторах.

Название: система и способ демонтажа и дезактивации биозащитного бетона атомной электростанции с реактором с водой под давлением (WO2019203577).

Авторы: Сок-­Джу Хван, Ми Хен Ли, Сон Хун Хонг, Чхон-­Ву Ким (Южная Корея).

Патентообладатель: Korea Hydro & Nuclear Power (Южная Корея).

Сфера применения: вывод из эксплуатации.

После извлечения прочного корпуса реактора необходимо дезактивировать внутренний слой бетона, который подвергался воздействию излучения в процессе эксплуатации. При механической обработке образуется большое количество радиоактивной пыли, рабочие получают дозу излучения.

Авторы изобретения описывают устройство, которое помогает выполнить нужный объем работ и снизить дозовую нагрузку на персонал.

Модуль очистки передвигается вдоль внутренней поверхности бетонного корпуса, удаляя загрязненный слой. Верхняя часть внутреннего пространства перекрывается, чтобы исключить утечку пыли. Отходы, образующиеся при обработке поверхности, собираются в специальном отсеке.

Название: метод подавления адгезии радиоактивных нуклидов к углеродистой стали в ядерном реакторе (WO2019176264).

Авторы: Цуёси Ито, Хидэюки Хосокава (Япония).

Патентообладатель: Hitachi-­GE Nuclear Energy (­Япония).

Сфера применения: конструкционные материалы.

Для дезактивации металлическую поверхность обрабатывают щавелевой кислотой и гидразином. После этого подается раствор, содержащий ионы Ni и Pt. Взаимодействие с содержащей кислород реакторной водой при температурах 130−330 °C вызывает формирование устойчивого к вымыванию слоя феррита никеля. Согласно патенту WO2019176376, ионы платины ускоряют формирование никелевой пленки на поверхности стали. Процедура выполняется во время останова реактора.

Название: пескоструйная обработка (WO2019190735).

Авторы: Лилаф Хайлемариам (США), Катариина Маджамаа (Финляндия).

Патентообладатель: Dow Global Technologies (США).

Сфера применения: дезактивация.

При выводе атомной станции из эксплуатации нужно очищать металлоконструкции от радиоактивного загрязнения. Авторы предложили проводить обработку струей воды, содержащей ионообменные смолы. При этом не образуется пыль, которая неизбежно появляется при сухой обработке. После фильтрации воду можно использовать повторно. Это не приводит к образованию излишнего количества вторичных радиоактивных отходов, мелкодисперсной пыли.

Метод менее трудоемкий, чем обычная механическая очистка. Описываются возможное строение молекул смолы, конфигурация и размеры частиц.

Название: нейтронопоглощающая бетонная стена и способ ее производства (WO2019215464).

Авторы: Ференц Мезей (Венгрия), Лука Ху Занини (Швеция).

Патентообладатель: Mirrotron (Венгрия).

Сфера применения: защита от ионизирующего излучения.

Разные типы излучений удерживаются разными типами покрытий. В данном случае необходимо было останавливать нейтроны любой энергии, но избежать чрезмерного увеличения толщины стены. Авторы предложили сделать стену двухслойной: внутренняя часть содержит бор, внешняя изготавливается из тяжелого бетона. Бор препятствует активации элементов, входящих в состав тяжелого бетона. Это упрощает проведение диагностических и ремонтных работ. Все слои выполняют силовую, несущую функцию.

Изобретение может быть использовано для экранирования источников низкой и средней интенсивности, применяемых в исследовательских целях. Внутренняя бетонная часть стены содержит 0,5 массового процента 10 В.

Название: изготовление крупнозернистых порошков с гранулированным покрытием (WO2019226240).

Автор: Эдвард Лахода (США).

Патентообладатель: Westinghouse Electric Company (США).

Сфера применения: топливо для ядерных реакторов.

Для улучшения температурной проводимости, водостойкости и других параметров в топливо добавляют присадки. Например, выгорающий поглотитель способен продлить срок службы топливной сборки. Авторы стремились сделать так, чтобы это не приводило к чрезмерному падению концентрации делящегося вещества. Найти оптимальное соотношение помогло снижение размера гранул присадки, покрывающих зерна делящегося вещества.

Название: способ обработки жидких радиоактивных отходов, содержащих бор (WO2019220001).

Авторы: Юсси-­Матти Маки, Хейкки Лейнонен (­Финляндия).

Патентообладатель: Fortum Power and Heat (­Финляндия).

Сфера применения: обращение с РАО.

Борная кислота используется в реакторах для контроля реактивности. В некоторых странах действуют жесткие ограничения на сброс подобных соединений в реки и водоемы.

Авторы предложили сначала селективно извлекать радионуклиды из раствора с помощью ионообменных смол. Затем содержание борной кислоты в растворе с температурой выше 30−100 °C доводится до концентрации выше ее растворимости при 25 °C. Избыточная вода удаляется из раствора с помощью мембранной очистки или испарения. После охлаждения ниже 25 °C твердая фаза выпадает в осадок. Степень извлечения бора достигает 90% и может быть увеличена до 99% и более.

Этот метод можно использовать как во время нормальной работы АЭС, так и при выводе ее из эксплуатации, когда весь объем борной кислоты должен быть утилизирован.

Название: механизм электрохимического разделения в жидкосолевом реакторе (WO2019231971).

Авторы: Джон Бенсон, Мэтью Меммотт (США).

Патентообладатель: Alpha Tech Research (США).

Сфера применения: обращение с радиоактивными отходами.

Жидкосолевые реакторы могут работать с более высокой термодинамической эффективностью и при более низком давлении, чем водоохлаждаемые. В расплаве могут накапливаться осколки деления, а также иные изотопы.

Авторы описывают конструкцию, которая должна очищать теплоноситель от накопившихся побочных продуктов. Электрод погружается в солевой раствор, на нем осаждаются продукты деления. После этого он перемещается в емкость с растворителем и очищается. Таким образом можно извлекать из солевой эвтектики полезные изотопы.

Изобретение можно применять в реакторах, тестовых контурах, жидкосолевых мишенях и источниках нейтронов.

Название: система и способ фонон-­опосредованного возбуждения и девозбуждения ядер (WO2019236455).

Авторы: Флориан Мецлер, Питер Хагельштейн (США).

Патентообладатель: Флориан Мецлер (США).

Сфера применения: научные исследования.

Свой­ства атомных ядер пока недостаточно изучены, а созданные на основании имеющихся экспериментальных данных модели нуждаются в уточнении. Для перевода ядер в возбужденное состояние могут использоваться нейтроны, фотоны и заряженные частицы. Генераторы фотонов и нейтронов громоздкие, дорогостоящие и могут создавать угрозу безопасности персонала.

Авторы описывают безопасный и эффективный метод исследования. Ионы водорода с энергией 100−2000 эВ попадают в вещество, содержащее атомы Li6 или 204Pb. Взаимодействие ядер дейтерия и протия приводит к высвобождению гамма-­излучения с энергией 5,5 МэВ. Распад лития и свинца приводит к испусканию частиц, имеющих энергию 1,1 МэВ и 7,3 МэВ соответственно. Ионный пучок дополнительно сконфигурирован для генерации высокочастотных фононов в мишени.

Это позволяет исследовать фонон-­опосредованный перенос ядерного возбуждения как форму безызлучательного переноса энергии в квантовой системе.