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: 238x


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: 15.32 | Přečteno: 765 | 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: 20.10 | Přečteno: 945 | 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: 241 | 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: 135 | Diskuse

Další články z rubriky Věda

Jan Mestan

Proč nekráčíme po deskách, ale ve skutečnosti po kontinentálních krách?

Pojem zemská kůra může být dosti zavádějící. Když se řekne kůra, představíme si třeba kůru pomeranče. Ve skutečnosti se oné kůře podobá jen ta oceánská, ta kontinentální jako kůra nevypadá. Jde o poměrně hlouběji uložené kořeny.

20.10.2018 v 5:23 | Karma článku: 13.91 | Přečteno: 241 | Diskuse

Jan Mestan

Stane se raketová doprava konkurencí pro tu letadlovou?

Vývoj systému BFR firmy SpaceX nabídl zajímavou otázku - mohla by se raketová doprava stát konkurencí pro tu letadlovou? Pro rychlou přepravu nákladů si to určitě lze alespoň trochu představit.

18.10.2018 v 18:18 | Karma článku: 10.10 | Přečteno: 186 | Diskuse

Dana Tenzler

Záhada “Wow!” signálu pravděpodobně rozluštěna

Mám pro vás jednu dobrou a jednu dobrou zprávu. Po čtyřiceti letech se podařilo identifikovat zdroj pověstného “Wow!” signálu. Jeho zdrojem nebyli mimozemšťané, což je další dobrá zpráva. (délka blogu 3 min.)

18.10.2018 v 8:00 | Karma článku: 25.28 | Přečteno: 848 | Diskuse

Zdenek Slanina

Sedmnáct zastavení s mým OUDem (čti Osobním UDavačem): Další HAIKU opěvují jeho čacké činy

Letos si naše akadéma připomíná 30 let od olbřímího lidského selhání jednoho ze svých 'čestných' předsedů (a na r. 2019 připadá 333. výročí haiku o žábě). To naše haikuisty inspirovalo k oslavám mýho OUDa neboli Osobního UDavače.

17.10.2018 v 10:17 | Karma článku: 28.08 | Přečteno: 6551 |

Jan Fikáček

Pochopte čtyřrozměrný prostor za pár minut

Existuje asi jediné názorné a intuitivně přístupné přiblížení čtyřrozměrného prostoru, po kterém budeme za pár minut alespoň částečně chápat, co to znamená 4-rozměrný prostor, tedy 4D prostor. Velké D tady znamená dimenzi.

17.10.2018 v 9:07 | Karma článku: 33.61 | Přečteno: 1806 | Diskuse
Počet článků 59 Celková karma 0.00 Průměrná čtenost 527

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





Najdete na iDNES.cz