Klávesové zkratky na tomto webu - základní
Přeskočit hlavičku portálu

Zážitky z exkurze do Spojeného ústavu jaderných výzkumů část II

5. 10. 2017 15:58:50
V minulém článku jste se dozvěděli o Spojeném ústavu jaderných výzkumů v Dubně, zejména o laboratoři pro studium vysokých energií. Následující je zaměřen na laboratoře jaderných reakcí a neutronové fyziky s reaktorem IBR-2

Fljorovova Laboratoř jaderných reakcí

Laboratoř jaderných reakcí byla založena v roce 1957 fyzikem Georgijem Fljorovem. Nyní laboratoř zaměstnává přibližně 500 pracovníků a zaměřuje se zejména na syntézu nových těžkých prvků, které se v přírodě nevyskytují. Více jak 80 % všech výzkumů Fljorovovy laboratoře se zaměřuje na přípravu supertěžkých prvků.

Takové prvky jsou získávány spojením správných částic pomocí urychlovačů. Nejedná se o srážky částic popisované v předchozím díle. Při syntéze je nutné urychlit částice na správnou energii a poté je nechat spojit. Pokud by energie částic byla vyšší, došlo by k roztříštění prvků a supertěžké jádro by nevzniklo, pokud by byla energie nižší, nebyla by překonána Coulombovská bariéra a částice by se od sebe odrazily.

Jedním z prvků, pomocí kterých se vyrábí supertěžké prvky, je radioaktivní vápník 48, který se spojuje například s některými nuklidy americia. Takovým způsobem zde bylo připraveno několik supertěžkých prvků, jako například dubnium, livermorium, tennessine, flerovium a oganesson. Pro přípravu je v Dubně využíván urychlovač částic U400, což je cyklotron o průměru přibližně 4 metry. Připravovat supertěžké prvky lze například i pomocí jaderných reaktorů, například v Dimitrovgradu k tomu používají jaderný reaktor SM-3 a v Oak Ridge HFR.

Při tvorbě supertěžkých prvků je třeba získané prvky identifikovat a separovat pomocí hmotnostních separátorů. V laboratoři jaderných reakcí jsou nyní instalovány 2 hmotnostní separátory Acculina-1 a Acculina-2. Acculina-1 byla v Dubně vybudována v roce 1996, pomocí tohoto separátoru byly vyrobeny všechny supertěžké prvky. Od roku 2010 se však připravuje nástupce tohoto separátoru, který by měl být schopen pracovat s vyššími intenzitami při nižších energiích, přibližně 10-50 MeV na nukleon. Výstavba začala v roce 2015 a v dubnu 2017 byl poprvé do nového hmotnostního separátoru zaveden svazek iontů.

Z praktičtějších oblastí provádí laboratoř výzkum například i v oblasti materiálů, kdy hledá materiály s velkou radiační odolností. Tyto výzkumy jsou důležité zejména pro jaderné elektrárny, takže laboratoř úzce spolupracuje s ruskou korporací pro atomovou energii Rosatom s cílem zvýšit bezpečnost a spolehlivost jaderných elektráren a prodloužit jejich životnost.

Frankova laboratoř neutronové fyziky

Nejzajímavějším zařízením laboratoře neutronové fyziky je pulzní jaderný reaktor IBR-2, který má nominální výkon 2 MW, ale při výkonovém pulzu dosahuje hodnot až 1850 MW. Výkonové pulzy jsou vytvářeny dvěma lopatkami, které se otáčí proti sobě, jedna s rychlostí 600 ot/min, druhá 300 ot/min, a zakrývají tak štěrbinu v reaktorové nádobě. Reflektorové lopatky jsou vyrobeny z niklové oceli a při každém zakrytí otvoru vytvoří z reaktoru silně nadkritický soubor a ozařovacími kanály se vyšle svazek neutronů.

Jelikož by reaktorová nádoba nevydržela takovou fluenci neutronů, není IBR-2 v provozu po celý rok, ale provozuje se na etapy. V roce 2014 prošel reaktor modernizací, která dovoluje provoz až do roku 2030. Modernizace se týkala také nového systému řízení a kontroly, výměny paliva a obou reflektorových lopatek. Reaktor je v provozu vždy v 9 etapách, kdy některé jsou v režimu moderovaných neutronů při normálních podmínkách, a zbylé jsou v kryogenickém režimu, kdy jsou z reaktoru emitovány neutrony o nízkých energiích.

V tomto díle byly popsány další 2 laboratoře, které jsou v provozu v Dubně. Hlavním zařízením laboratoře neutronové fyziky je jaderný reaktor IBR-2, disponující vysokou hustotou neutronového toku a díky tomu je možné provádět různé experimenty jako například difrakci neutronů, ozařování materiálů či studium pixelových detektorů. Více o použití těchto metod se dozvíte v následujícím díle.

Zdroje: jinr.ru

indico.cern.ch

/aculina.jinr.ru

Autor: Pavel Suk | čtvrtek 5.10.2017 15:58 | karma článku: 9.47 | přečteno: 230x


Další články blogera

Pavel Suk

Solné reaktory – řešení energetického problému lidstva?

V minulém článku byly shrnuty základní informace o reaktorech s roztavenými solemi, v následujících odstavcích si můžete přečíst současný vývoj těchto reaktorů, hlavně reaktoru Integral MSR.

7.3.2018 v 16:30 | Karma článku: 14.99 | Přečteno: 695 | Diskuse

Pavel Suk

Solné reaktory - minulost, nebo budoucnost?

Jsou všechny koncepty jaderných reaktorů podobné tlakovodním reaktorům? Může být jaderné palivo v tekuté formě? Historii i princip fungování solných reaktorů si můžete přečíst v následujícím článku.

6.3.2018 v 18:50 | Karma článku: 19.85 | Přečteno: 854 | Diskuse

Pavel Suk

NUSIM2017: Zachování know-how jako klíčová dovednost pro existenci jadrných elektráren?

Nábor nových pracovníků Slovenských elektráren a skupiny ČEZ není jednoduchá práce. Řešení a názory jak personalistů, tak vědeckých odborníků si můžete přečíst v následujícím článku, na závěr pohled analytika z Jobs.cz

5.12.2017 v 20:51 | Karma článku: 8.42 | Přečteno: 229 | Diskuse

Pavel Suk

NUSIM2017: Role design authority a zvládání těžkých havárií na jaderných elektrárnách

V druhé části konference NUSIM byly řešeny problémy design authority s hlavním tématem udržení plánů jaderných elektráren ve shodě s projektem, a také bezpečnostní systémy pro reaktory generace II ke zvládání těžkých havárií.

5.12.2017 v 18:19 | Karma článku: 8.49 | Přečteno: 120 | Diskuse

Další články z rubriky Věda

Aurelijus Vestartas

Mimozemšt´ané ztrácí zájem o nás

Pozorování a objev mimozemšt ́anů razantně kleslo během posledních několíká let. Takto alespon ́ tvrdí Národní Centrum pro Zprávy UFO (The National UFO Reporting Center).

22.7.2018 v 9:17 | Karma článku: 14.11 | Přečteno: 581 | Diskuse

Petr Hlinomaz

Meteorologická stanice v Netvořicích

Netvořice leží poblíž Týnce n. Sázavou v severozápadní části okrese Benešov v kopcovitém kraji náležíjící do Středočeské pahorkatiny v nadmořské výšce 358 m, patří do mírně teplé oblasti s úhrnem srážek mezi 600 až 650 mm.

21.7.2018 v 19:51 | Karma článku: 7.76 | Přečteno: 275 | Diskuse

Libor Čermák

Měla antická mytologie povědomí o černých dírách?

Víte, co to byl Tartaros? To byla taková obdoba pekla, která byla užívaná ve starověké antické mytologii. Jenže, když jsem se s Tartarem začal podrobněji seznamovat, zjišťoval jsem, že se docela podobá černým dírám. Nevěříte?

21.7.2018 v 6:13 | Karma článku: 17.40 | Přečteno: 451 |

Dana Tenzler

Einstein měl … zase jednou… pravdu

Je to pozitivní nebo negativní zpráva? Teorie relativity byla znovu potvrzena, tentokrát v extrémních podmínkách. (délka blogu 3 min.)

19.7.2018 v 8:00 | Karma článku: 25.93 | Přečteno: 882 | Diskuse

Jan Fikáček

Je Země placatá a objevili jsme černé díry v roce 1783?

Víte, kdo formuloval představu černé díry v roce 1783 a že si stále myslíme, že je Zem placatá a nehybná? To a mnoho dalšího se dovíte ve fyzikálních a filosofických komentářích první kapitoly/přednášky knihy Carla Rovelliho.

16.7.2018 v 9:08 | Karma článku: 35.33 | Přečteno: 1360 | Diskuse
Počet článků 59 Celková karma 0.00 Průměrná čtenost 512

Jmenuji se Pavel Suk, je mi 24 let, studuji ČVUT, fakultu jadernou a fyzikálně inženýrskou, studijní obor Jaderné inženýrství.





Najdete na iDNES.cz