Рвемся ввысь
ПАТЕНТЫ / #4-5_2021
Материал подготовил Юрий СИДОРОВ
Человечество не спеша рвется в космос. Нет прежнего энтузиазма, все стало более обыденным, но размах космических программ впечатляет. Этот обзор посвящен патентам-космонавтам и патентам-бродягам — всем тем, кому тесно в городе и хочется вырваться на простор.
Где родился, там и пригодился
Название: «Размножающий бланкет» (WO2022106609).
Авторы: Томас Дэвис, Саймон Миддлбург, Джек Астбери, Гурдип Камал.
Патентообладатель: Tokamak Energy (Великобритания).
Сфера применения: термоядерная энергетика.
Авторы предложили использовать нейтроны, высвобождающиеся в результате термоядерной реакции, для производства трития. Для этого плазму окружают изолирующим слоем, замедлителем из гидрида или дейтерида металла и литием. Описываются различные варианты размещения замедлителя, в том числе допускающие его извлечение и замену. Подобраны оптимальные толщины слоев, соотношения концентраций атомов металла и изотопов водорода. Образующийся тритий предлагается направлять в камеру токамака.
Авторы: Томас Дэвис, Саймон Миддлбург, Джек Астбери, Гурдип Камал.
Патентообладатель: Tokamak Energy (Великобритания).
Сфера применения: термоядерная энергетика.
Авторы предложили использовать нейтроны, высвобождающиеся в результате термоядерной реакции, для производства трития. Для этого плазму окружают изолирующим слоем, замедлителем из гидрида или дейтерида металла и литием. Описываются различные варианты размещения замедлителя, в том числе допускающие его извлечение и замену. Подобраны оптимальные толщины слоев, соотношения концентраций атомов металла и изотопов водорода. Образующийся тритий предлагается направлять в камеру токамака.
Вакуумная защита
Название: «Система хранения радиоактивных ядерных отходов с защитой от скачков давления» (WO2021202882).
Авторы: Кришна Сингх, Джон Гриффитс.
Патентообладатель: Holtec International (США).
Сфера применения: обращение с радиоактивными отходами.
Для перевозки высокоактивной сборки с отработавшим ядерным топливом ее помещают в герметичный контейнер с инертным газом, обеспечивающим дополнительную защиту от коррозии и разрушения оболочек твэлов. Недостатком такого подхода считается недостаточное охлаждение топливных стержней. Для улучшения теплообмена авторы предложили заливать в контейнер воду. Добавление борной кислоты снижает нейтронный фон. Защитой от избыточного давления служат емкости с пониженным давлением. При повышении давления выше граничного герметизирующая мембрана разрывается, позволяя жидкости заполнить компенсационный объем.
Авторы: Кришна Сингх, Джон Гриффитс.
Патентообладатель: Holtec International (США).
Сфера применения: обращение с радиоактивными отходами.
Для перевозки высокоактивной сборки с отработавшим ядерным топливом ее помещают в герметичный контейнер с инертным газом, обеспечивающим дополнительную защиту от коррозии и разрушения оболочек твэлов. Недостатком такого подхода считается недостаточное охлаждение топливных стержней. Для улучшения теплообмена авторы предложили заливать в контейнер воду. Добавление борной кислоты снижает нейтронный фон. Защитой от избыточного давления служат емкости с пониженным давлением. При повышении давления выше граничного герметизирующая мембрана разрывается, позволяя жидкости заполнить компенсационный объем.
Керамический двигатель
Название: «Тепловыделяющая сборка на основе карбида для теплового реактивного двигателя» (WO2022081244).
Авторы: Эрик Барринджер, Рассел Дженсен, Джереми Густафсон, Мэтт Алес, Джошуа Бергман, Райан Суонсон, Джонатан Уиттер, Дэнни Алики, Джеймс Инман, Мэтт Крецики, Роджер Риджуэй.
Патентообладатели: BWXT Advanced Technologies, BWXT Nuclear Energy (США).
Сфера применения: ядерные двигатели.
Авторы предложили конструкцию космического теплового ядерного двигателя с удельным импульсом до 1 тыс. секунд и температурой рабочего тела на выходе около 2950 К. В отличие от известных систем с высокообогащенным топливом, здесь используется высокопробный низкообогащенный уран. Высокая термостойкость активной зоны достигается за счет использования огнеупорного керамического графитового композитного материала и карбидного топлива. Рассматриваются различные варианты охлаждения: рабочее тело может обтекать отдельные твэлы или протекать внутри одного, сплошного твэла.
Авторы: Эрик Барринджер, Рассел Дженсен, Джереми Густафсон, Мэтт Алес, Джошуа Бергман, Райан Суонсон, Джонатан Уиттер, Дэнни Алики, Джеймс Инман, Мэтт Крецики, Роджер Риджуэй.
Патентообладатели: BWXT Advanced Technologies, BWXT Nuclear Energy (США).
Сфера применения: ядерные двигатели.
Авторы предложили конструкцию космического теплового ядерного двигателя с удельным импульсом до 1 тыс. секунд и температурой рабочего тела на выходе около 2950 К. В отличие от известных систем с высокообогащенным топливом, здесь используется высокопробный низкообогащенный уран. Высокая термостойкость активной зоны достигается за счет использования огнеупорного керамического графитового композитного материала и карбидного топлива. Рассматриваются различные варианты охлаждения: рабочее тело может обтекать отдельные твэлы или протекать внутри одного, сплошного твэла.
Аммиачная ракета
Название: «Комбинированный замедлитель и топливо на основе аммиака для ядерных тепловых двигательных модулей» (WO2022076084).
Автор: Майкл Идес.
Патентообладатель: Ultra Safe Nuclear Corporation (США).
Сфера применения: ядерные двигатели.
Использование рабочего тела в качестве замедлителя экономит полезное пространство и массу. Авторы выбрали аммиак и предложили конструкцию активной зоны, в которой он протекает внутри изолированных каналов через топливную матрицу. Топливные частицы из нитрида урана распределены в термоустойчивом материале, которым может быть карбид кремния или металла. Отражатель из бериллия или BeO располагается по периметру активной зоны. Управление реактивностью осуществляется с помощью барабанов с поглотителем, установленных на периферии активной зоны.
Автор: Майкл Идес.
Патентообладатель: Ultra Safe Nuclear Corporation (США).
Сфера применения: ядерные двигатели.
Использование рабочего тела в качестве замедлителя экономит полезное пространство и массу. Авторы выбрали аммиак и предложили конструкцию активной зоны, в которой он протекает внутри изолированных каналов через топливную матрицу. Топливные частицы из нитрида урана распределены в термоустойчивом материале, которым может быть карбид кремния или металла. Отражатель из бериллия или BeO располагается по периметру активной зоны. Управление реактивностью осуществляется с помощью барабанов с поглотителем, установленных на периферии активной зоны.
Говорящая тень
Название: «Система и способ контроля таблеток ядерного топлива» (WO2022084523).
Авторы: Амори Файярд, Аксель Тельйоханн.
Патентообладатель: Framatome (Франция).
Сфера применения: системы контроля качества.
При изготовлении топливных таблеток на них могут образовываться трещины, пузыри, заусенцы. Любой дефект может оказать негативное влияние на работу топливного стержня. Авторы предложили систему ускоренного контроля целостности с производительностью до 10 штук в секунду. Таблетки вращают вокруг своей оси, освещая их и регистрируя тень светочувствительной матрицей. Искажения контура однозначно указывают на наличие дефектов. Установка допускает анализ как одной таблетки, так и серии.
Авторы: Амори Файярд, Аксель Тельйоханн.
Патентообладатель: Framatome (Франция).
Сфера применения: системы контроля качества.
При изготовлении топливных таблеток на них могут образовываться трещины, пузыри, заусенцы. Любой дефект может оказать негативное влияние на работу топливного стержня. Авторы предложили систему ускоренного контроля целостности с производительностью до 10 штук в секунду. Таблетки вращают вокруг своей оси, освещая их и регистрируя тень светочувствительной матрицей. Искажения контура однозначно указывают на наличие дефектов. Установка допускает анализ как одной таблетки, так и серии.
Неразрушающая маркировка
Название: «Способ изготовления компонента ядерного реактора с покрытием, имеющего маркировку» (WO2022073896).
Авторы: Тьерри Гуерек, Аксель Обри.
Патентообладатель: Framatome (Франция).
Сфера применения: системы маркировки.
Для контроля качества изготовления оболочек твэлов удобно маркировать их и отслеживать появление дефектов на всех этапах производства. Авторы предложили способ нанесения лазерной маркировки, которая не приводит к повреждению рабочей части трубки и при этом хорошо читается до и после нанесения защитного покрытия. Идентификатор наносится на специальную подложку, параметры импульсов лазера подобраны так, чтобы глубина рельефа была около 5 микрометров.
Авторы: Тьерри Гуерек, Аксель Обри.
Патентообладатель: Framatome (Франция).
Сфера применения: системы маркировки.
Для контроля качества изготовления оболочек твэлов удобно маркировать их и отслеживать появление дефектов на всех этапах производства. Авторы предложили способ нанесения лазерной маркировки, которая не приводит к повреждению рабочей части трубки и при этом хорошо читается до и после нанесения защитного покрытия. Идентификатор наносится на специальную подложку, параметры импульсов лазера подобраны так, чтобы глубина рельефа была около 5 микрометров.
Безопасный поворот
Название: «Контроллер барабана управления для ядерного реактора» (WO2022040116).
Автор: Итан Чалефф.
Патентообладатель: Ultra Safe Nuclear Corporation (США).
Сфера применения: органы регулирования ядерного реактора.
Барабанная система регулирования мощности реактора может сэкономить вес и объем активной зоны. В предложенной автором схеме на периферии активной зоны внутри корпуса реактора расположены цилиндры из отражающего нейтроны материала, частично покрытые поглотителем. Для повышения пассивной безопасности в верхней части каждого барабана устанавливается ролик, соединенный тросом с противовесом, расположенным внутри или снаружи корпуса реактора. При отключении мощности отключается электрический привод барабанов, и они под действием противовеса поворачиваются поглотителем к центру активной зоны.
Автор: Итан Чалефф.
Патентообладатель: Ultra Safe Nuclear Corporation (США).
Сфера применения: органы регулирования ядерного реактора.
Барабанная система регулирования мощности реактора может сэкономить вес и объем активной зоны. В предложенной автором схеме на периферии активной зоны внутри корпуса реактора расположены цилиндры из отражающего нейтроны материала, частично покрытые поглотителем. Для повышения пассивной безопасности в верхней части каждого барабана устанавливается ролик, соединенный тросом с противовесом, расположенным внутри или снаружи корпуса реактора. При отключении мощности отключается электрический привод барабанов, и они под действием противовеса поворачиваются поглотителем к центру активной зоны.
Соляной термометр
Название: «Система пассивного управления реактивностью ядерного реактора» (WO2022053374).
Автор и патентообладатель: Ян Ричард Скотт.
Сфера применения: пассивные системы управления реактором.
Популярность проектов реакторов на расплаве солей во многом определяется большим отрицательным коэффициентом реактивности, связанным с расширением соли при нагревании. Автор предложил конструкцию, похожую на ртутный термометр, увеличивающую безопасность системы. Согласно описанию, в колбе с узкой трубкой содержатся газ и расплав соли. При повышении температуры газ расширяется и вводит соль по трубке в активную зону. В состав соли входят сильные поглотители нейтронов, например, гадолиний, европий, самарий, гафний. Образующаяся эвтектическая смесь обладает низкой температурой плавления. Одним из основных преимуществ изобретения стал отказ от 6Li, который при облучении нейтронами становится источником трития.
Автор и патентообладатель: Ян Ричард Скотт.
Сфера применения: пассивные системы управления реактором.
Популярность проектов реакторов на расплаве солей во многом определяется большим отрицательным коэффициентом реактивности, связанным с расширением соли при нагревании. Автор предложил конструкцию, похожую на ртутный термометр, увеличивающую безопасность системы. Согласно описанию, в колбе с узкой трубкой содержатся газ и расплав соли. При повышении температуры газ расширяется и вводит соль по трубке в активную зону. В состав соли входят сильные поглотители нейтронов, например, гадолиний, европий, самарий, гафний. Образующаяся эвтектическая смесь обладает низкой температурой плавления. Одним из основных преимуществ изобретения стал отказ от 6Li, который при облучении нейтронами становится источником трития.
Симбиоз
Название: «Улучшенный графитовый отражатель нейтронов с включениями оксида бериллия» (WO2022094552).
Авторы: Юрий Алешин, Алекс Левински, Мэтью Хейзел, Стюарт Келлнер.
Патентообладатель: Westinghouse Electric Company (США).
Сфера применения: перспективные малые реакторы.
Авторы описывают конструкцию барабанных органов регулирования, в которых отражатель из оксида бериллия представляет собой вставки в графитовую матрицу. Графит недостаточно эффективный отражатель, а системы, состоящие только из оксида бериллия, содержат слишком большое количество конструкционных материалов. Изобретатели постарались найти оптимальный баланс между механическими свойствами и эффективностью отражателей. Получившийся компактный реактор можно будет использовать на удаленных площадках с минимальным вмешательством человека в управление.
Авторы: Юрий Алешин, Алекс Левински, Мэтью Хейзел, Стюарт Келлнер.
Патентообладатель: Westinghouse Electric Company (США).
Сфера применения: перспективные малые реакторы.
Авторы описывают конструкцию барабанных органов регулирования, в которых отражатель из оксида бериллия представляет собой вставки в графитовую матрицу. Графит недостаточно эффективный отражатель, а системы, состоящие только из оксида бериллия, содержат слишком большое количество конструкционных материалов. Изобретатели постарались найти оптимальный баланс между механическими свойствами и эффективностью отражателей. Получившийся компактный реактор можно будет использовать на удаленных площадках с минимальным вмешательством человека в управление.
Единая команда
Название: «Картриджная активная зона ядерного реактора» (WO2022039790).
Авторы: Чарльз Фриман, Кален Канеко, Кристофер Мартин.
Патентообладатель: Terrapower (США).
Сфера применения: перспективные ядерные реакторы.
Изобретатели спроектировали реактор так, чтобы траектории загрузки топлива и стержней регулирования совпадали. Это должно уменьшить взаимное перемещение элементов в активной зоне. Картридж активной зоны изготавливается и собирается на заводе и устанавливается целиком в корпус реактора. Внешние возмущения, в том числе сейсмическая активность, одинаково воздействуют на все части активной зоны, не вносят существенных изменений во взаимное расположение элементов активной зоны и не оказывают влияния на распределение и баланс нейтронов. Вес топливных и регулирующих стержней довольно значителен, а вместе с теплоносителем он становится еще больше. Авторы предусмотрели систему распределения нагрузки на опорные конструкции.
Авторы: Чарльз Фриман, Кален Канеко, Кристофер Мартин.
Патентообладатель: Terrapower (США).
Сфера применения: перспективные ядерные реакторы.
Изобретатели спроектировали реактор так, чтобы траектории загрузки топлива и стержней регулирования совпадали. Это должно уменьшить взаимное перемещение элементов в активной зоне. Картридж активной зоны изготавливается и собирается на заводе и устанавливается целиком в корпус реактора. Внешние возмущения, в том числе сейсмическая активность, одинаково воздействуют на все части активной зоны, не вносят существенных изменений во взаимное расположение элементов активной зоны и не оказывают влияния на распределение и баланс нейтронов. Вес топливных и регулирующих стержней довольно значителен, а вместе с теплоносителем он становится еще больше. Авторы предусмотрели систему распределения нагрузки на опорные конструкции.
Без плутония
Название: «Ядерная батарейка» (WO2022099279).
Авторы: Майкл Хейбель, Дженк Гюлер.
Патентообладатель: Westinghouse Electric Company (США).
Сфера применения: ядерные источники питания.
Радиоизотопные термоэлектрические генераторы вырабатывают электричество, преобразуя тепловую энергию с помощью термопары. Авторы предложили конструкцию источника питания, использующего не только тепловую энергию, но и электроны, испускаемые в результате бета-распада. В качестве рабочего изотопа вместо традиционного 238Pu предлагается использовать тулий, стронций или их смесь.
Авторы: Майкл Хейбель, Дженк Гюлер.
Патентообладатель: Westinghouse Electric Company (США).
Сфера применения: ядерные источники питания.
Радиоизотопные термоэлектрические генераторы вырабатывают электричество, преобразуя тепловую энергию с помощью термопары. Авторы предложили конструкцию источника питания, использующего не только тепловую энергию, но и электроны, испускаемые в результате бета-распада. В качестве рабочего изотопа вместо традиционного 238Pu предлагается использовать тулий, стронций или их смесь.
Лего-двигатель
Название: «Реактор на бегущей волне для освоения космоса» (WO2021259050).
Автор: По Ху.
Патентообладатель: Shanghai Kesheng Intellectual Property Agency (Китай).
Сфера применения: космические ЯЭУ.
Автор предложил осваивать космос с помощью реактора на бегущей волне. Его активная зона рассредоточена на несколько модулей в направлении бегущей волны. Для охлаждения используется тепловая трубка, последовательно проходящая через каждый модуль. Длину конструкции можно подбирать исходя из поставленной задачи. При этом нет необходимости выводить в космос лишний груз.
Автор: По Ху.
Патентообладатель: Shanghai Kesheng Intellectual Property Agency (Китай).
Сфера применения: космические ЯЭУ.
Автор предложил осваивать космос с помощью реактора на бегущей волне. Его активная зона рассредоточена на несколько модулей в направлении бегущей волны. Для охлаждения используется тепловая трубка, последовательно проходящая через каждый модуль. Длину конструкции можно подбирать исходя из поставленной задачи. При этом нет необходимости выводить в космос лишний груз.
Глубокая очистка
Название: «Дезактивация графита» (WO2021250413).
Авторы: Татьяна Гребенникова, Клинт Алан Шаррад, Эбби Надя Джонс.
Патентообладатель: The University of Manchester (Англия).
Сфера применения: обращение с радиоактивными отходами.
После эксплуатации газоохлаждаемых реакторов и реакторов Magnox в Англии скопилось около 96 тыс. тонн графита. Изобретатели искали надежный, эффективный и экономичный подход к обращению с этим видом отходов. Они предложили электрохимическую дезактивацию облученного графита. При этом его погружают в расплавленный солевой электролит, состоящий из одной или нескольких солей галогенидов щелочных металлов. После этого он подвергается нескольким циклам воздействия окислительного и восстановительного потенциала. Такой подход существенно снижает активность графита и позволяет экономить значительные суммы на долговременном хранении.
Авторы: Татьяна Гребенникова, Клинт Алан Шаррад, Эбби Надя Джонс.
Патентообладатель: The University of Manchester (Англия).
Сфера применения: обращение с радиоактивными отходами.
После эксплуатации газоохлаждаемых реакторов и реакторов Magnox в Англии скопилось около 96 тыс. тонн графита. Изобретатели искали надежный, эффективный и экономичный подход к обращению с этим видом отходов. Они предложили электрохимическую дезактивацию облученного графита. При этом его погружают в расплавленный солевой электролит, состоящий из одной или нескольких солей галогенидов щелочных металлов. После этого он подвергается нескольким циклам воздействия окислительного и восстановительного потенциала. Такой подход существенно снижает активность графита и позволяет экономить значительные суммы на долговременном хранении.
Загорелые твэлы
Название: «Способ и система определения степени выгорания ядерного твэла» (WO2022023516).
Авторы: Нермине Чаари, Джереми Бишофф.
Патентообладатель: Framatome (Франция).
Сфера применения: эксплуатация ядерных реакторов.
Степень выгорания топлива можно определить по окраске внешней поверхности оболочки. Рост толщины оксидной пленки в процессе эксплуатации приводит к изменению ее цвета. Оттенок исследуемого образца можно найти в базе данных окрашивания и определить степень выгорания. Предложенный метод считается быстрым и позволяет избежать ошибок идентификации топливных стержней в том случае, если на каждый нанесены метки и положение их в активной зоне отслеживается индивидуально.
Авторы: Нермине Чаари, Джереми Бишофф.
Патентообладатель: Framatome (Франция).
Сфера применения: эксплуатация ядерных реакторов.
Степень выгорания топлива можно определить по окраске внешней поверхности оболочки. Рост толщины оксидной пленки в процессе эксплуатации приводит к изменению ее цвета. Оттенок исследуемого образца можно найти в базе данных окрашивания и определить степень выгорания. Предложенный метод считается быстрым и позволяет избежать ошибок идентификации топливных стержней в том случае, если на каждый нанесены метки и положение их в активной зоне отслеживается индивидуально.
Микробы против
Название: «Противорадиационный материал с использованием микроорганизмов» (WO2022080572).
Автор: Кю Юм, Чон Ли.
Патентообладатель: COENBIO (Южная Корея).
Сфера применения: защита от ионизирующего излучения.
Известно много вариантов изготовления материалов для защитной одежды. Как правило, это комбинации фиксатора и наполнителей. Авторы пошли проторенной дорогой, но в качестве наполнителя выбрали микроорганизмы. Один или несколько микроорганизмов, выбранных из группы Phanerochaete, Cladosporium, Trichosporon, выращивают и наносят на пористый носитель — это могут быть полимерная смола, активированный уголь, цеолит, нетканый материал или ткань. Допускаются включения углеродных нанотрубок и графена. После иммобилизации микроорганизмы обеспечивают хорошую защиту от ионизирующего излучения.
Автор: Кю Юм, Чон Ли.
Патентообладатель: COENBIO (Южная Корея).
Сфера применения: защита от ионизирующего излучения.
Известно много вариантов изготовления материалов для защитной одежды. Как правило, это комбинации фиксатора и наполнителей. Авторы пошли проторенной дорогой, но в качестве наполнителя выбрали микроорганизмы. Один или несколько микроорганизмов, выбранных из группы Phanerochaete, Cladosporium, Trichosporon, выращивают и наносят на пористый носитель — это могут быть полимерная смола, активированный уголь, цеолит, нетканый материал или ткань. Допускаются включения углеродных нанотрубок и графена. После иммобилизации микроорганизмы обеспечивают хорошую защиту от ионизирующего излучения.
Сначала на моделях
Название: «Устройство и способ имитации измерения дозы облучения» (WO2021215657).
Авторы: Чанён Юн, Гилим Ким, Минчул Ким, Чхон-Ву Ким.
Патентообладатель: Korea Hydro & Nuclear Power (Южная Корея).
Сфера применения: системы численного моделирования.
При проведении радиационно опасных работ необходимо заранее рассчитывать дозу облучения персонала. При демонтаже АЭС или ликвидации последствий аварии точность таких прогнозов невелика. Рабочая среда изменяется, и это затрудняет использование таких программ, как MCNP. Подготовка и проведение расчетов требуют значительных затрат времени. Авторы предложили создать виртуальную изменяемую рабочую среду, учитывающую распределение источников излучения и перемещение рабочих. Радиационно опасные работы станут более эффективными и безопасными.
Авторы: Чанён Юн, Гилим Ким, Минчул Ким, Чхон-Ву Ким.
Патентообладатель: Korea Hydro & Nuclear Power (Южная Корея).
Сфера применения: системы численного моделирования.
При проведении радиационно опасных работ необходимо заранее рассчитывать дозу облучения персонала. При демонтаже АЭС или ликвидации последствий аварии точность таких прогнозов невелика. Рабочая среда изменяется, и это затрудняет использование таких программ, как MCNP. Подготовка и проведение расчетов требуют значительных затрат времени. Авторы предложили создать виртуальную изменяемую рабочую среду, учитывающую распределение источников излучения и перемещение рабочих. Радиационно опасные работы станут более эффективными и безопасными.
Чистый углерод
Название: «Устройство для генерации ионов углерода» (WO2022092271).
Авторы: Котаро Кондо, Садаоки Коджима, Кирияма Хиромицу, Мамико Нишиути, Хиронао Сакаки, Масаки Хасида, Сюнсукэ Иноуэ.
Патентообладатель: Harakenzo World Patent & Trademark (Япония).
Сфера применения: ядерная медицина.
Генераторы ионов используются в медицине для ионной терапии. Недостаток современных конструкций — генерация посторонних ионов. У них другие пробеги в веществе, при проведении ионной терапии они с большой вероятностью внесут вклад в облучение соседних, здоровых тканей, а не опухоли. Авторы предложили использовать тонкую карбонизированную или обугленную пленку в качестве источника ионов углерода. Ее облучают лазерным импульсом, после чего высвободившимся ионам придаются нужная скорость и направление.
Авторы: Котаро Кондо, Садаоки Коджима, Кирияма Хиромицу, Мамико Нишиути, Хиронао Сакаки, Масаки Хасида, Сюнсукэ Иноуэ.
Патентообладатель: Harakenzo World Patent & Trademark (Япония).
Сфера применения: ядерная медицина.
Генераторы ионов используются в медицине для ионной терапии. Недостаток современных конструкций — генерация посторонних ионов. У них другие пробеги в веществе, при проведении ионной терапии они с большой вероятностью внесут вклад в облучение соседних, здоровых тканей, а не опухоли. Авторы предложили использовать тонкую карбонизированную или обугленную пленку в качестве источника ионов углерода. Ее облучают лазерным импульсом, после чего высвободившимся ионам придаются нужная скорость и направление.
Стальные пузыри
Название: «Способ и устройство для определения границ выпуклости стальной защитной оболочки АЭС» (WO2021223435).
Авторы: Руй Хе, Гоцзюнь Чжан, Шаочунь Ли, Дунмин Шен, Цзянь Чжао, Вэй Чен, Бо Чжан, Фубин Чжан, Юбин Бу.
Патентообладатель: China Nuclear Power Engineering, China General Nuclear Power, CGN Power (Китай)
Сфера применения: строительство и эксплуатация АЭС.
Стальная защитная оболочка, покрывающая бетонный контейнмент, может отслаиваться. Одна из причин — усадка бетона после застывания. Обнаруженные выпуклости периодически обследуются. Рост площади выпуклости может оказаться признаком развития дефектов. Авторы предложили отказаться от обычно применяемого простукивания молотком и использовать ультразвуковой датчик, совмещенный с устройством струйной печати. Метод позволяет повысить скорость и точность исследования, понизить требования к квалификации инспектора.
Авторы: Руй Хе, Гоцзюнь Чжан, Шаочунь Ли, Дунмин Шен, Цзянь Чжао, Вэй Чен, Бо Чжан, Фубин Чжан, Юбин Бу.
Патентообладатель: China Nuclear Power Engineering, China General Nuclear Power, CGN Power (Китай)
Сфера применения: строительство и эксплуатация АЭС.
Стальная защитная оболочка, покрывающая бетонный контейнмент, может отслаиваться. Одна из причин — усадка бетона после застывания. Обнаруженные выпуклости периодически обследуются. Рост площади выпуклости может оказаться признаком развития дефектов. Авторы предложили отказаться от обычно применяемого простукивания молотком и использовать ультразвуковой датчик, совмещенный с устройством струйной печати. Метод позволяет повысить скорость и точность исследования, понизить требования к квалификации инспектора.
Алмазная батарейка
Название: «Ядерный гальванический источник энергии» (WO2021236067).
Авторы: Фредерик Амакубо, Нима Голшарифи.
Патентообладатель: NDB (США).
Сфера применения: ядерные источники энергии.
Развитие технологий изготовления алмазов позволило разработать более мощные и эффективные источники энергии. Низкая радиационная стойкость традиционных полупроводников была основным фактором, ограничивающим срок их службы. Замена кремния на алмаз позволяет создать источник питания, который будет уверенно работать до тех пор, пока внутри не закончатся ядерные превращения. Ожидается, что ядерные алмазные батареи будут работать дольше, чем обычно требуется отдельному пользователю, и снабжать энергией устройства, использующие Интернет вещей или смартфоны.
Авторы: Фредерик Амакубо, Нима Голшарифи.
Патентообладатель: NDB (США).
Сфера применения: ядерные источники энергии.
Развитие технологий изготовления алмазов позволило разработать более мощные и эффективные источники энергии. Низкая радиационная стойкость традиционных полупроводников была основным фактором, ограничивающим срок их службы. Замена кремния на алмаз позволяет создать источник питания, который будет уверенно работать до тех пор, пока внутри не закончатся ядерные превращения. Ожидается, что ядерные алмазные батареи будут работать дольше, чем обычно требуется отдельному пользователю, и снабжать энергией устройства, использующие Интернет вещей или смартфоны.
Семь раз посчитай…
Название: «Методы компьютерного моделирования кипящих реакторов» (WO2021209237).
Авторы: Жан-Мари ЛеКорр, Хорст-Майкл Прассер, Лукас Робертс.
Патентообладатель: Westinghouse Electric Sweden (Швеция).
Сфера применения: системы численного моделирования.
Авторы представили код, позволяющий моделировать течение теплоносителя в тепловыделяющей сборке. Учет граничных условий, соотношения пара и жидкости, расчет переходных процессов позволяют прогнозировать концентрацию примесей в потоке и их осаждение на стенках твэлов. Используется подканальное приближение, основанное на решении уравнений сохранения массы, импульса и энергии для паровой и жидкой фаз. Расчеты могут быть сделаны для каждого твэла ТВС. Определяются высыхание пленки и повышение температуры оболочки.
Авторы: Жан-Мари ЛеКорр, Хорст-Майкл Прассер, Лукас Робертс.
Патентообладатель: Westinghouse Electric Sweden (Швеция).
Сфера применения: системы численного моделирования.
Авторы представили код, позволяющий моделировать течение теплоносителя в тепловыделяющей сборке. Учет граничных условий, соотношения пара и жидкости, расчет переходных процессов позволяют прогнозировать концентрацию примесей в потоке и их осаждение на стенках твэлов. Используется подканальное приближение, основанное на решении уравнений сохранения массы, импульса и энергии для паровой и жидкой фаз. Расчеты могут быть сделаны для каждого твэла ТВС. Определяются высыхание пленки и повышение температуры оболочки.
Врожденные свойства
Название: «Контейнер с отработавшим ядерным топливом с использованием технологии 3D-печати» (WO2021215588).
Авторы: Сын Хён Ким, Мин Сок Ким, Сан Хван Ли, Чан Мин Шин, Хён Джу Юн, Чон Хван Ли, Хён Джин Ким, Тэ Ман Ким.
Патентообладатель: Korea Radioactive Waste Agency (Южная Корея).
Сфера применения: обращение с РАО.
Авторы разработали конструкцию, в которой можно не использовать болтовые и сварные соединения, особенно подверженные коррозии. Получившийся контейнер обладает высокой механической прочностью, долговечностью и структурной стабильностью, а также демонстрирует превосходную герметичность. Нейтронозащитный материал диспергируется в металлическую матрицу. Это сводит к минимуму ухудшение таких механических свойств, как ударная вязкость и прочность.
Авторы: Сын Хён Ким, Мин Сок Ким, Сан Хван Ли, Чан Мин Шин, Хён Джу Юн, Чон Хван Ли, Хён Джин Ким, Тэ Ман Ким.
Патентообладатель: Korea Radioactive Waste Agency (Южная Корея).
Сфера применения: обращение с РАО.
Авторы разработали конструкцию, в которой можно не использовать болтовые и сварные соединения, особенно подверженные коррозии. Получившийся контейнер обладает высокой механической прочностью, долговечностью и структурной стабильностью, а также демонстрирует превосходную герметичность. Нейтронозащитный материал диспергируется в металлическую матрицу. Это сводит к минимуму ухудшение таких механических свойств, как ударная вязкость и прочность.
ДРУГИЕ МАТЕРИАЛЫ #4-5_2022