Ядерный марш

Название: Конструкционный материал для жидкосолевых реакторов (WO2020157247).

Авторы: Троэльс Шенфельдт, Андреас Виганд Педерсен, Эйрик Петтерсен, Джимми Нильсен, Дэниел Купер, Аск Левшалл-­Йенсен.

Патентообладатель: Seaborg (Королевство Дания).

Сфера применения: перспективные реакторы.

Авторы представили конструкцию жидкосолевого реактора, в котором оболочки труб внутри активной зоны изготовлены из монокристаллического корунда. Описываются различные комбинации этого материала с металлическими сплавами. В качестве топлива может использоваться раствор фторидов делящихся материалов в LiF. Высокая коррозионная активность расплава остановила разработку этого типа реакторов. Предлагавшиеся ранее сплавы были чрезвычайно дорогими и сильно поглощали нейтроны. Появление более стойких конструкционных материалов может дать проектам новую жизнь. Изобретение повышает эффективность использования нейтронов.

Название: Быстрый свинцовый реактор бассейнового типа с проточными каналами лабиринтного типа (WO2020151588).

Авторы: Чжао Чэнь, Лей Сонг, Жосян Цю, Чэнцзе Дуан, Давэй Цуй, Юн Чжан, Сиан Ши, Цзимин Линь.

Патентообладатели: China Nuclear Power Technology Research Institute, China General Nuclear Power Corporation, CGN Power, Ling Dong Nuclear Power (Китай).

Сфера применения: быстрые реакторы.

Авторы подробно описывают конструкцию системы охлаждения. Им удалось снизить гидравлическое сопротивление первого контура, что позволило использовать циркуляционный нанос меньшей мощности. В качестве промежуточного теплоносителя может использоваться инертный газ. Корпус реактора разделен на тепловой и холодный бассейны, между которыми выстроены перегородки. Тепло передается из активной зоны через погружной теплообменник, концы которого находятся в разных бассейнах. Необходимость прокладки трубопровода отсутствует. Исключается попадание жидкости в свинец, повышается безопасность реактора, снижается гидравлическое сопротивление первого контура охлаждения.

Название: Подземные вертикальные шахты и ядерные реакторы, которые в них располагаются (WO2020142500).

Авторы: Кристер Дальгрен, Дуглас Макдональд, Татьяна Кирби, Гэри Энтони.

Патентообладатель: GE-Hitachi Nuclear Energy Americas (США).

Сфера применения: архитектура атомных станций.

Наземные атомные станции нуждаются в защите от падения летающих объектов и других угроз. Изобретатели нашли способ помочь инвесторам сократить капитальные затраты на строительство. Они предложили располагать модули АЭС в соединяющихся вертикальных шахтах диаметром от 4 до 22 метров и глубиной до 80 метров. Это позволяет повысить безопасность, упростить аварийное охлаждение, снизить размер ущерба в случае разгерметизации и выброса радиоактивности. Современные шахтопроходческие машины могут подготовить пространство для размещения как традиционных реакторов, так и проектирующихся малых модульных конструкций.

Название: Системы и методы обращения с ядерными компонентами без образования мусора (WO2020142493).

Авторы: Бретт Шульц, Дэвид Уэббер.

Патентообладатель: Global Nuclear Fuel Americas (США).

Сфера применения: эксплуатация ядерных реакторов.

Компоненты реактора прибывают на площадку в транспортной упаковке. Перед установкой она должна быть полностью удалена. Временные покрытия, ударозащитные демпферы, заглушки — все это может стать причиной закупорки каналов течения теплоносителя. Изобретатели предложили использовать растворимые материалы: гели, полимеры и пластмассы, подходящие по химическим и нейтронно-­физическим параметрам. Авторы допускают использование материалов, растворяющихся только при нагревании.

Название: Датчик измерения температуры с использованием материала с зависящим от температуры сечением захвата нейтронов (WO2020146183).

Автор: Майкл Хейбель.

Патентообладатель: Westinghouse Electric Company (США).

Сфера применения: измерительные системы.

Обычно для измерения температуры используют термопары или резистивные датчики. Автор предложил использовать два нейтронных детектора с разными материалами-­поглотителями. Каждый выдает свое значение силы тока; сравнивая их, можно вычислить температуру. Устройство может располагаться внутри или снаружи топливного стержня, передавать сигнал по кабелю или быть беспроводным.

Название: Система, методы и аппарат для проверки резервуаров в процессе эксплуатации (WO2020154303).

Авторы: Жером Ваганай, Эрик Левитт, Уильям О’Халлоран.

Патентообладатель: Square Robot (США).

Сфера применения: инспекция потенциально опасных объектов.

Некоторые жидкости могут вступать в реакцию со стенками хранилища. Изобретатели представили аппарат, который может исследовать внутреннюю поверхность емкости, содержащей горючие или химически активные вещества. Устройство передвигается внутри цистерны с помощью пропеллера и аккумулятора, способно составить карту состояния стенок. Можно задействовать сенсоры нескольких типов. Встроенный дальномер позволяет ориентироваться в пространстве. Данные сохраняются во внутренней памяти.

Название: Системы и методы хранения опасных материалов (WO2020172529).

Автор: Ричард Мюллер.

Патентообладатель: Deep Isolation (США).

Сфера применения: захоронение радиоактивных отходов.

Автор решил усовершенствовать систему хранения радиоактивных материалов. Он предложил заполнить пустоты контейнера-­хранилища сыпучим материалом — диоксидом кремния с добавлением нейтронного поглотителя. Заполнение глубоких скважин чревато повреждением упаковки при падении. Изобретение позволяет избежать выхода радиоактивности даже в том случае, если внутри контейнера находится отработавшая топливная сборка. Еще одно преимущество — возможность не завершать загрузку полностью в горячем цеху, а продолжить ее позже.

Название: Устройство для отверждения покрытий (WO2020161054).

Автор: Мика Локкинен.

Патентообладатели: Picote Solutions (США), Мика Локкинен (Финляндия).

Сфера применения: перспективные конструкционные материалы.

Нанесение многослойных покрытий на внутренние поверхности труб может занимать много времени. Толщина слоя определяется вязкостью вещества, каждый следующий слой можно наносить только после высыхания предыдущего. Изобретатель предложил устройство, ускоряющее формирование покрытия. Внутренние стенки трубы облучаются ультрафиолетом, предусмотрена возможность воздушного охлаждения. Описываются различные варианты конструкций головки-­излучателя и систем охлаждения.

Название: Роботизированные интеллектуальные системы лазерной абляции на основе искусственного интеллекта для многомерных объектов (WO2020163963).

Авторы: Стив Лавуа, Мохаммед Абусейф, Бешари ­Джамаль.

Патентообладатель: 6 684 327 Canada (Канада).

Сфера применения: обращение с радиоактивными отходами.

Предложенная установка облучает поверхность, вызывая абляцию. Набор датчиков фиксирует возникающий при этом звук и плазменный факел. Испарённое вещество анализируется с помощью лазерно-­искровой эмиссионной спектрометрии. Параметры импульса и фокусировки изменяются в процессе работы для достижения наилучшего результата. Изобретение должно снизить требования к профессиональной подготовке эксплуатирующего персонала, стать эффективной заменой имеющимся на рынке установкам.

Название: Самовосстанавливающийся жидкий теплопередающий заполнитель зазора между таблеткой и оболочкой (WO2020185502).

Авторы: Эдвард Лахода, Пэн Сюй, Лу Цай, Юн Лонг, Джон Лайонс.

Патентообладатель: Westinghouse Electric Company (США).

Сфера применения: конструкционные материалы.

Авторы искали материал, который бы плавился и кипел при температурах не выше 400 °C и не ниже 1600 °C соответственно. Этим условиям удовлетворяют сплавы, содержащие свинец, олово, висмут, цинк или соединение Li-­BeF. Их теплопроводность выше, чем у гелия. Заполняя зазор между топливными таблетками и оболочкой твэла, сплав может улучшить теплопередачу.

Проникая в трещины, он может при необходимости формировать защитное покрытие в проблемных зонах. Изобретение может найти применение во всех основных типах реакторов, включая жидкосолевые, быстрые и CANDU.

Название: Конструкция, подавляющая радиоактивность, и метод защиты стен (WO2020162311).

Авторы: Акира Токуши, Сеигиро Танака, Макине Сеикино, Коичи Окуно, Масакадзу Симидзу, Дайсаку Судай.

Патентообладатели: Hazama Ando, Hyogo Ion Beam Medical Support (Япония).

Сфера применения: защита от ионизирующего излучения.

В помещениях, где проводится нейтрон-­захватная терапия, стены могут активироваться и вызывать повышенное облучение персонала. После длительной эксплуатации в бетоне может образоваться большое количество нуклидов с длительным периодом полураспада. В результате его приходится утилизировать как радиоактивные отходы. Это требует больших затрат по сравнению с обычным мусором. Авторы предложили использовать дополнительную защиту из слоев карбида бора и твердой древесины. Такая комбинация сделала защиту более эффективной и экономически выгодной.

Название: Бюстгальтер, снижающий риск вторичного рака (WO2020180274).

Авторы: Фера Йылдыз, Нур Кодалоглу.

Патентообладатель: Hacettepe Universitesi (Турция).

Сфера применения: медицина.

Для эффективной терапии требуется, чтобы положение выбранного участка тела оставалось постоянным и совпадало с тем, которое было установлено на первичном изображении. Авторы предложили специальную конструкцию, обеспечивающую комфорт и точность позиционирования оборудования. Изобретение обеспечивает максимальную защиту от рассеянного излучения во время проведения терапии. В то же время участок, подвергающийся терапевтическому воздействию, остается открытым. Авторы позаботились о том, чтобы материалы, контактирующие с кожей, исключали возникновение раздражения. Система крепления достаточно гибкая и позволяет подстраивать бюстгальтер под размер пациента. Защитный слой состоит из соединения свинца, висмута, олова и кадмия. Его форма и место расположения могут различаться.

Название: Прямое преобразование ядерной энергии (WO2020185376).

Автор: Джеральд Джексон.

Патентообладатель: Beam Alpha (США).

Сфера применения: термоядерный синтез.

Изобретатель предложил исключить этап преобразования тепловой энергии в электричество с помощью термодинамического цикла Карно и подобных. Для этого он решил использовать избыток электронов, образующийся в результате реакции синтеза между бором и водородом. Необходимые условия в активной зоне достигаются при столкновении двух пучков атомов, практически полностью лишенных орбитальных электронов. При таком взаимодействии не образуются нейтроны, что исключает чрезмерный нагрев, активацию материалов и дозовую нагрузку на персонал.

Название: Летающее транспортное средство (WO2020175463).

Автор и патентообладатель: Кохэй Накамура (Япония).

Сфера применения: ядерные транспортные средства.

Автор описывает конструкцию дирижабля, в котором термоядерное устройство используется в качестве нагревателя. Сухой воздух нагревается до температур 100−1000 °C, что обеспечивает аппарату необходимый запас плавучести. Выбор типа нагревателя позволяет отказаться от дорогостоящих газов с низкой молекулярной массой и обеспечивает большой запас хода. Дирижабль защищен от ударов молний. Предусмотрена схема отвода избыточного тепла.

Название: Полимер-­фосфорный композитный сцинтиллятор и их массив (WO2020189284).

Авторы: Такеши Куривада, Такеши Оомори, Томоюки Курушима.

Патентообладатель: Mitsubishi Chemical (Япония).

Сфера применения: регистрация ионизирующего излучения.

Известные материалы считаются слишком хрупкими и неудобными для обработки. Авторы стремились создать выносливый датчик с высокой ударостойкостью и пластичностью. Смесь полимера и фосфора может конвертировать излучение в видимый свет и рентгеновские лучи. Твердость вещества по шкале Роквелла не менее 30 HRM. При облучении полимеры могут темнеть и снижать выход света, люминофор может выгорать. Получившийся композит показал хорошую эксплуатационную устойчивость.

Название: Устройство для образования трещин термической усталости с регулируемым потоком (WO2020138576).

Авторы: Хён Ан, Джэ Ким.

Патентообладатель: Ho Jin Industrial (Южная Корея).

Сфера применения: анализ безопасности.

Устройство формирует трещины в элементах труб, повторяя рабочие режимы эксплуатации оборудования на АЭС. Высокие температура и давление, агрессивная среда и остаточное напряжение становятся причинами разрушения труб и утечки радиации. Точное воспроизведение циклов нагрева и охлаждения позволяет оценить устойчивость труб к термической усталости. Это, в свою очередь, позволяет прогнозировать срок надежной эксплуатации элементов конструкции, оценить эффективность методов неразрушающего контроля. Проверять можно трубы различного диаметра и длины.

Название: Способы криогенного радиационного усиления сверхпроводников, устройство и методы его применения (WO2020142119).

Авторы: Брэндон Сорбом, Захари Хартвиг, Деннис Уайт.

Патентообладатель: Massachusetts Institute of Technology (США).

Сфера применения: сверхпроводники.

Авторы предложили создавать в поликристаллическом сверхпроводнике точечные дефекты или небольшие их кластеры. Для этого они облучали его ионами и нейтронами. Температура при облучении выбиралась в зависимости от свой­ств материала сверхпроводника. Ожидается, что такой сверхпроводник, покрытый лентой-­проводником, покажет более высокую эффективность при использовании в катушке тороидального поля в термоядерном реакторе при охлаждении значительно ниже его критической температуры.

Название: Система гашения сейсмических волн (WO2020154026).

Авторы: Роберт Хаупт, Мордехай Ротшильд, Владимир Либерман.

Патентообладатель: Massachusetts Institute of Technology (США).

Сфера применения: безопасность АЭС.

Авторы предложили конструкцию, защищающую сооружения от сейсмических волн. Расположенные под землей структурные элементы формируют защитную зону и гасят мощность опасных колебаний. Система дополнительно включает антирезонансную демпфирующую структуру, расположенную внутри защитной зоны и сконфигурированную для гашения остаточной волны, распространяющейся внутри защитной зоны на резонансной частоте.

Название: Спекание в электрическом поле (SPS/FAST) уранового топлива с выгорающими поглотителями или без них (WO2020180400).

Авторы: Пэн Сюй, Лу Цай, Сильвестр Огундзи, Эдвард Лахода, Ларс Холлстадиус.

Патентообладатель: Westinghouse Electric Company (США).

Сфера применения: ядерное топливо.

Создание устойчивого к авариям топлива вызывает большой интерес исследователей. У композитов дисилицида триурана (U₃Si₂) и мононитрида урана / дисилицида триурана (UN / U₃Si₂) высокие плотность и теплопроводность, но их трудно спекать с использованием традиционных методов. Технология электроимпульсного нагрева обеспечивает высокую производительность при короткой длительности цикла. Быстрое протекание процессов препятствует росту зерен и создает перспективы для улучшения механических параметров топливных таблеток. Увеличение плотности создает условия для более длительной работы сборки. Добавление выгорающих поглотителей компенсирует начальную избыточную реактивность.