CS06RA517

VI glava

KAPSULE VISA~2a-f I NJIHOVA EEALIZACIJA

Kapsule VISA-2a,b,c,d i e) izradjene su u Sakleu,

uglavnom prema našim crtežima o72.oo.ooo i o73.oo.ooo po-

slatim iz Vinôe početkom marta 1962. godine. Dimenzije i

oblik kapsula dobijeni su na ovim crtežima na. osnovu po-

dataka za vrednosti protoka kroz kapsule, popunjene ma-

ketama uzoraka definisanimuodgovarajućim tehničkim •notama/

i pretrpeli su neznatne izmene od izvodjača u tehnologiji

izrade, naroôito h.ermeti kih. čepova kapsule YISA-2d. Izra-

,da uzoraka namen^enih ozracivanju, njiliovo parkovanjeu

hermetiSke kenere od aluminijuma ili nerdjajućeg celika,

varen^e termoparova i n iîiovih. izvoda iz liermetiôke kap-

sule VISA-2d, kao i ispi-tivanje hermetiSnosti, izvršeno

je u Sërvisu za tehnologiju ITuklearnog centra u Sakleu«

Tećini ovih radova prisustvovali su ili direktno uzeli

uSešća u njima i tri saradnika našeg Instituta (Milašin,

Stevanović, Eajković).

Prvobitni zahtevi Odeljenja za reaktorsku eksperi-

mentalnu tehniku (OEBT) u Vinci, upućeni izvodjačima ra-

dova u Sakleu, sadrâani su u pismu koje se prilaže u ovoj -

glavi Blaborata, u ciljju dobijanja što preglednije slike

o razvoju kapsula i problema ko je «je trebalo reêavati.

Ob^ašiijenje konaôno usvojenih tehniôkih rešenja i

naôina izrade i montazé, kako kenera sa uzorcima tako i

samih kapsulaj kao i primenjeni postupak ispitivanja za-

jedniôki za sve tipove kapsula VISA-2, dati su u tehniô—

kora izveštajuDM-T/RT-43 »PRIPEEMA KAPSULA VISA-2 ZA 0Z~

EAÔIVAÏÏ.JE" (Préparation dés capsules d'irradiation VISA-2

par R&SCHIEX et P.G?HOBŒ), izradjenom u"Servisu za tehnolo-

giju u Sakleu maja 1962. godine.

Dokument "MONTAŽA KAPSULA VISA-2» izlaâe tebnologiju

montaže ovin kapsula u'Vinci nà središnje ôepove (termome-

2.

tarske oevi) kanala VISA-2 i rqihovu ugradnju u kanale

VISA-2, ranije postavljene u reëetku reaktora RA.

Posle -ova tri dokumenta koja tretiraju zajedniôku

proTDlematiku realizacàje kapsula VISA-2, VI glava Elabo-

rata sadrži za svaku ;od pet prvih. kapsula VISA~2:

- prvobitni zahtev eksperlmenàatora, definisan

maja 1961» godine u odgovarajućoj tehniSkoj

noti

- konaônu definiciju, tj. tehniôku speoifikaciju

rad^enu decembra 1961. godine za svaku vrstu

ozraôivanja

- odgovarajuće crteže kapsula, po kojima su iste

izradjene

*- crteže kenera u kojima su uzorci smežteni u

kapsule, kao i

- odgovarajuće izveštaje o pripremi uzoraka za

ozraôivanje (kao za kapsulu "VISA-2t>).

Ovako sredjena dokumentaciôa za svaku vrstu kap-

sula daje preglednu sliku o svakom eksperimentu u okvi-

ru projekta VISA-2, o njegovom cilju i nameni, traženim

uslovima ozraôivanja, "bro u i vrsti uzoraka, eksperimen-

talnom uredjaju itd«

Ifapominjemo da je ëesta kapsula VISA— 2£ postavlje-

na u reâktor sredinom meseca septembra 1962. godine, na

mesto ranime izvadjene hermetiôke kapsule VISA-2d. Ona

ne spada u zajedniôki program VISA—2 dogovoren izmedju

Vinôe i Saklea, a sem toga ekspêrimentalni zaîitev za n^u

Je znatno kasnije postavljen, pa je zbog toga,kompletno

sa nosaSima uzoraka i njihovim hermetiônim kenerima, u-

radjena i ispitana u Vinci* Ona ce se u reaktoru RA za-

držati oko meseo dana, radi dobijanja integralnog fluk-19 ?

sa brzih neutrona neëto iznad vrednosti lo n/cm . Hje~

na dokumentaoija i pored toga, prilaže se u ovoj glavi

Elaborata, poëto smatramo da joj je tu mesto ïako radi

•A

prikaza obavlgenih radova, tako i radi preglednosti i

kompaktnosti izloženog materi^ala« Maksimalni traženi

uslovi u njenoj tehniokoj noti, koji se odnose na "ëir-

movanje " uzoraka kadmijumom i apsortovanjeJ^ termalnih

neutronâ, nisu mogli biti zadovoljeni^ Eazlozi tome su

bill kako kratko raspoloživo vreme za izradu kapsule,

tako još vise mala rezerva preostalog ugradjenog viška

reaktivnosti u reaktoru EA i problemi hladjenja. Iz o-

vih razloga uzorci žioa volframa, molibdena i ôelika u

hermetiôkim kenerima, postavljeni su u obiônu proto5nu

kapsulu VISA-2, što predstavlja ozbilàan ali nuâan kom—

promis u odnosu na prvobitni zahtev eksperimentatora i

priliôno umanjenje oniïi uslova, kojima $e on nameravao

uzorke izložiti»

prepis pismaINSTITUT "BORIS KIDRIC'-Vinca

od y.il.ORET9.II. 1962. god.

ing. G. ïTaudet-u

SGPE-SPESaclay

predmet: problemi u vezi"~ ~~ projekta VISA-2 »

I ) Me renj e f 1 ukga u kanalima__VISAj-2

Mi srao izvršili dopanu rešetke reaktora, tako da sada

imaruo bg aktivnih celija sa uranoru. program merenja karakteri-

stika novog jez6ra reaktora jjočinje na malim snagama 12.11 19^2 •

I-osle 5-b dana merenja dolazi na red rad reaktora na 0,5 MW

radi merenja doza (iluksa) unutar gorivnih elemenata. Dozirne-

trijske kapsule biće spreiune za 15.11 19^2, tako da ćemo rnoći

postaviti iaše kenere i folije u kapsulu.

Ujedno vas obavestavara da su nasi fizicari usvojili

dve doziinetrijske kapsule identicne onima iioje sino precizirali

u GR 95 sa g. Charbonnel-oni prilikom rnog poslednjeg boravka

u Saclay-u.

2) Crtezi kapsula.-

Duževremena iapitivarija protoka* i pada pritiska na

stubu normalnih. orivniJri elemenata i stubu elemenata VISÂ-2,

sa raznim tipovima kapsula, dala su nain konačne podatke o

izgledu, dimenzijama i konstrukciji kapsula.

Ja sain uveren da ćete u Saclay-u mooi da izradite

kapsule po nasirii crtežiraa. Neophodno je da prilikom izrade

dali. Ja vain za svaki

slucaj saljem rezultate spektrohemijske analize vaših i sov-

jetskih aluminijuma upotrebljenili u VISA-2. Za njih je odre-

djen procès proteziranja i nadamo se da nece biti težih posle-

dica korozije.

pri Konstrukciji je usvojen princip da sve VISA-2

kapsule po spoljnjem izgledu, dimenzijama i slobodnom eksperi-

mentalnom prostoru u njima budu iste. Varenje ce biti izvedeno

samo kod hermeticke kapsule. Kod kapsula gde će se uzorci

hladiti vodom primenjuje se za spajanje delova pertlovanje

i fiksiranje stii'tom, što olaksava eloksiranje.

Uveo sain tzv. »vràx kapsule" (detalj ) koji se

radi od sovjetskog alurninijuma SAV, i koji na sebi ima lozu

M20xl preko koje se spa^a sa vasim kapsulama. Nadam se da ce

korozija na ovom spoju SAV-a i AG3 imati manjeg eiekta, obzi-

rom da je debljina materijala na ovom mestu preko 2 mm.

Ûbzirom da imaino tehničko rešenje za hermetičnu

rastavljivu vezu na gornjem delu tehnoJLoškog kanala, gde ce

se vrsiti pr-ikljucenje termoparova na mikrospojni.ee, to vas

izvestavam da duâina slobodniii krajeva termoparova (od gornje

ivice kapsule) treba da ûude 3 (pet) metara. (umesto ranije

najavljenih 8 m.)» &a bisrno mogli odmah. početi izradu oviïi

hermetienih rastavljivih veza, inolim vas da nara sto pre

(možda po g. Char-bonne 1-u) posai jeté 55 mikrospojnica komplet-

nih (11 ovin mikrospojnica sto naknadno tražimo je u vezi pete

kapsule koju bismo namenili materijalima za ispitivanje naših.

metalurga! - o ovome je g-dja ïviilasin već nešto pisala g.

PKiiLlïffi-u) . 'i'reba sto pre poslati kompenzacione kablove à 35 m

po termoparu.

Sto se tiče načina izvodjenja termàparova iz hermetiene

kapsule dao saai odredjeno resenje priloženo u crtežiina. Ukoliko

g. Thomé smatra da ovde treba nesto prepraviti, unapred sam

saglasan, jer ste vi izvodjaći ovin radova. Ja samo insistiram

na održavanju dužine kapsule Kao i visini eksperimentalnog

prostora od 1165 +7.

Molio bih da se pri izboru cevi za kapsule koriste

one ciji je spoljni preenik 0 24 ma +^*Q 5» OVO mi je važno

zbog unutrašnjeg protoka kroz gorivne élémente i maie rezerve

u VlbA-2 kanalu u rastojanju nivoa voae u kanalu i difuzionog

otvora za helijum i prafekavi &as iz samog tehnološkog kanala,

kao i zbog zazora izmedju kapsule i bobica centrirnog prstena

gorivnog elementa VlbA-2 (icoji iznosi 0,3 mm po preeniku) .

—3—

3) Sadržaj kapsula. Raspored uzoraka

Sksperimentalni prostor u Kapsuli od 1165 mm odre-.

djuje broj uzoraka, odnosno broj kenera. ïo praktično znaci:

u kapsuli za grafit: 11 kenera 1 10 Omm + 9 kružića od mike

u kapsuli za okside: 11 kenera

u kapsuli za konstrukcione materijale,hladjenoj "vodom:

u nermetičkoj kapsuli za konstrukcione materijale-,

M o 1 i m d a m i s e s c o p r e ^ o s a ^ n 2 T X Q Z ^ ^ ^ ^ ^ _ ^

uzoraka-.u.' pojedinim kapsulama i mestima odakle se i kako vode

termoparovi, za g. Lernaire-ove kapsule potrebna mi je i ho-

rizontalna raspodela uzoraka u pojedinim spratovima» Molio

od Vas još 4 (oetiri) cevi od 1 sjgë Al_koji sain ja u novembru

doneo od Vas, a takodje i jedan okrugao profil 0 70 mm dužine

500 mm, da bih nastavio dalja ispitivanja na stendu.

4) Generisana toplota u uzorcim^. Pj-"otoci kroz kapsule za

hladjenje uzoraka

Na osnovu W.ï. 7b, 77 i 78 o broju i težini uzoraka

u pojedinim kapsulama i na osnovu pisma g. Naudet-a od de-

cembra 19bl. godine u kome su date vrednosti o efikasnim

presecima za razne materijale i razna zračenja, naši fizičari

su izracunali da bi za snagu reaktora RÂ od 6,5 M W (tj,

proračunsku vrednost iluksa brzih neutrona

Ç>6/= 1,6,10 ^ n/cra2 sec i cî-dozu od 2.108 r/h

dobili sledeée vrednosti generisane toplote i prôtoke kroz

kapsule:

Kapsula

za graiit

za okside

za konstrukc,mat e ri j aie

Generisana toplotna

energija

725 \ï

887 W

409 W

protok teske vode potre-ban za postizanje razli-ke température ulazne iizlazne vode u kapsuli

T = 15°C

37,8 1/h

46,2 1/ii

21,2 1/h

Molio bih g. Naudet-a da proveri ove vrednosti i

posai je nain dobijene.

Uziiriajući razliku pr-itiska na krajevima kapsula istu

kao i u slučaju stuba normalnih gorivnih elemenata, dobili smo

na s tendu vrednosti protoka kroz icapsule u granicaina 120-180

lit/cas.

Na oshovu merenja nivoa teške vode u VISA-2 kanalu

postavljenom u reaktor (9.H.1962) odredjen je otvor na donjem

čepu tehnološke kapsule preônika 0 2,4 min. (crtež 072.00.002).

5) proraëun uticaja ' reaktivnost reaktora

Molio bih g. Baudet-a da prema konačnoj dispoziciji

uzoraka VIbA-2, njihovo/n broju i termoparovima u kapsulama,

kao i vrednoatima flukseva dobijenih riierenjem nivo^ jezgra

reaktora sa 68 aktivnih ćelija, izračunav=a ove vrednosti inaših

posai je nam ih, radi uporedjenj'âXrezultata racuna.

kanalu i kapsuli VICJÀ-2

u tehnoloskom

a spektrohemiJBka kvantitativna analizasovjetskih

5

aluminijuma SAV (obeležena sa "S") i vàsin; franc us kih

donetih iz Saclay-a (ooeleženili sa "F") dala je sledeće rezul-

't at e :

Sovjetski aluminijum

7fc>- (cev teli-riol.kanala0 43/41)

Francuski aluniinijum

3F(profil0 55doneoRistić)

Fe

Cu

Zu

Ti

1_

l

0 , 8 7 - 0 ,

0,GG-G,07%

G , 0 J- %

0,34-0,43%

G , G 4%

G, 0 1 %j

0,023-0,025%

0,14%

0,035%

0,86

O,C5

0 , 0 i

0,4o

0,04

0,01

0,008%

G , l ^ / y

0,035%

0,015

i 0,12

! 0,39ij 1,90

! 0,11

| 0,01!

| 0,033

i 0,14

0,035

(profil0 70

5F(cevi 024/22

doneo j doneopaviće-} Paviće-vić) i

0,048

0,17"

0,028-0,045:

0,17 - 0,19

0,43 {0,35 - 0,42

1,82

0,11

0,01

0,025

0,14

0,035%

1,70 - 1,71

0,12 - O,15J

0,01

0,

0,14

0,035

prisustïo eleiïienata Go, 8b, 6r i lb ni je dokazano.

primedba*. u rubrici 2b i 5F postoje po dve vrednosti,

jer su ispitivaiia dva uzorka uzeta sa razl ici t ih Ko ada (pièce)

ovin materijala.

Iz analize se taKoaje vidi da ^ . Lemaire nije dao ing.

Kistiću i ineni i s t i rnaterijal! ioliiuo da se izvréi kod vas spek-t f ojierûi s a analiza oviii mat e r i j al a koji ce se upotrebiti u

vasim kapsula^a (i za konstrukciju i za uzorke) i da nara se iste

sto pre dostave.

-6-

Saljem vam i podatke o ranime izvrsenoj

uiinijuma sarae

pojave korozije i odnosa u DpO novih centrirnih prstenova

VldA-2 izradjenih od aluininijuma 2S i varova na vriiu gorivnog

élémenta.

Ona glasi za Al-kosuljice goriva:

Pe% Gu%

0,028 0,07 0,007 0,01 0,02

Molio bih da naai po izvrsenom probnoin pasiviranju

vaših kapsula, uzoraka i rgihovih kontejnera pošaljete

pisani procès konkretnog pasi'viranja i rezultate ispitivanja

izdržljivosti oksidnog sloja. Ovo bi nam trebalo radi upo-

redjenja sa vrednostima dobijenim kod nas.

7) Analiza teske vode Iz naseg reaktora iiÀ

ixadi izvodjenja eksperimenata korozije na uzorcima

i konstr. niaterijalima vasih kapsula u reaktoru EL-3 pod

uslovima slicniin onima u nasem reaktoru, izvr-sili sino ana-

lizu teske vode iz naseg reakxora. (Vidi tacku i) paragraf

XB »prograiïijne de travail à Saclay", Fï 61 bis, de 28.XI 6l).

Rezultati ove anaiize su;

iilektr. provodljivost na 23°C 2D = 2,5.1O~^ èhm"1 cm"1

, cm

= 40.000 cm

o ppu = 7,0_ ' (vrednost odredjena kalorimetrijslci)

-7-

Koncentracija DJJ

gustina : <^ 5 = 1,10473 gr/ml

specif.težina : ^25 _ ^ 10797

+0,03Mol 0 D 20 = 9 >» 8

Specifična aktivnost uzorka vode cca 0,4/ic/ml

(glavna aktivnost dolazi od Go ).

iiadiohemijska ai ali^a teske vode iz reaktora dala

je rezultate:

aktivnost u teškoj vodi: 0,46 - 0,52 uc/rnl

Gama aktivnost od Go ° je 9 % od gornje vrednosti

Garna aktivnost od p e 5 9 je 1% od gornje vrednosti

Hemijsko razdvajanje Co°° i pe 5^ vršeno je metodom

taloženja i jonoizmenjivacima.

Očekujem Vaše misljenje o koroziji na mestima kontakta

odredjenih materijala u kapsuli.

8) Eksperiinent na El-3 radi upoznavanja zagrevanja materijala

u hernieticnoj_jcap£ulj-

Nadarn se da ce te ova rnerenja nioći izvršiti odmaii po

iuerenju fluksa unutar nasin g o ri v ni h elemenata, i da de i varna

i nama to poslužiti kao osnova za studiju posledica prodora

teâke vode na zagrejane uzorke u kapsuli i razvoj udesa -

ključanje teške vode i stvaranje pare u kapsuli.

Kad je reč o herrnëtiëkoj Kapsuli kS. Lemaire-a rnolio

bih jos jednorn tačan raspored, broj, težinu i nuKlearne karakte-

ristike uzoraka Koji ce u njoj biti postavljeni. Takodje se

interesujemo da li ce uzorci u ovoj kapsuli ostati sve vreme

ozracivanja ostalih uzoraka VlbA-2 u reaictoru, ili se zadovolja-

vate dooijanjein podataKa o zagrevanju, tj , njihovim ternperaturama,

U slučaju iiratkotrajnog ozračivanja ove kapsule u našem

reaktoru, mogli cismo uzorke Iv/-- Milasin postaviti kasnije

na mesto Vase izvadjene hermeticne kapsule.

kerenja sa hermetičnoin k ap£ul£in 0_ 5_/22_£l£.!. pokazala

su da se unutrasnji protoci kroz gorivo pribiižavaju (oni su

de fakto nesto manji) istoimenoj vrednosti za norinalne gorivne

élémente ïtA, samo pod uslovom da unutrašnji prečnik centrirnog

prstena na VÏSA-2 gorivnirn elementima bude din.t = 29 smi ujnesto

sadašnjeg d. . = 28,2 iîim. ïo praktično znači da za ovaku kapsu-

lu treba raditi novi tip centrirnih prstenova i da se sadašnji

ne rnogu koristiti, pa ovo ozracivanje uzoraka u kapsuli 0 25

ne dolazi u obzir za sada.

9) Jspitivanje herinetičnosti kapsula i kontejnera sa uzorcima

Mi razradjujemo aparaturu za proveru hermetionosti

kontejnera uzoraka, kao i saine iaeriueticne kapsule. Àparatura

ce raditi po metodi izla^anja kornuletne kapsule helijpmu pod

pritiskom i kasnijem isisavanju helijuma iz kapsule i njegovom

re^istrovanju sa "détecteur de fuite d'hélium".

Ova metoda zahteva izbegavanje svih slepih (mrtvih)

prosj ora_ u Koje Di se heiijum raogao uvući i kasnije pri ispum-

pavanju stvarati lažnu siiku o postojanju neke pukotine. Uočio

sam ove slepe prostore kod kontejnera za okside (MB. Hodier-a),

koji se uvrću jedan u drugi. ïreba izbeci zavrtanj na dnu

ovakvih kontejnera i njexnu odgovarajuću rupu sa iozorn u

poklopou susednog kontejnera (jer 6e se tu helijum zavuéi!)

i zameniti to nekom konstrukcijom koja ce se lako provetriti

od helijuma.

ivlozda ima još neuočenih "slepih prostora" na drugim

mestima, pa vas molim da na ovo obrauite pažnju i u svakom slu-

caju eliminisete ih.

Potsetio bih da su nam potrebni dokumenti (atesti) o

ispitivanju hermetičnosti svih varova kontejnera, termoparova i

saine hermeticne kapsule, posto idu u ïesku vodu. ovi se odnose

na ispitivanje hermeticnosci na helijum, a za berilijum i na

radiografiju i ultrazvucno ispitivanje.

posebno nas interesuje koliôina berilijurna koja ce

eventualno biti u jednoj od itapsula VïbA-2.

Za Institut

"Boris Kidric" u Vinci

M. pavićević

I

zvezéfoa iehrmtoSkûg kç

Cst..

Î2J5

fija zvemciwa tçhnoioskjog ko no. La

OMET

O7.S2M.WkQiié

" Z.SmokovtC

0 7 2 0 0 0 0 0

PnOTOCNA KAPSULA

VISA - 21:1

ouo 1 j•: v •;;

i 2i •

\ 3' I 4

1

1

1

1

1

S/Vo

Donji čep

Ce v '

Gornji Ctp za 10 TP

Gornjt' čep za $ TP

jbro)

072 OOOO1

07200002

bez crfeža

072 000O4

07200003

AI-4F"02OX15

024/022..Ai ,.4F"

. 02S*3O4L *4F"

sasinvio

Ispilao

znak

(tiž.M.

Ime

vrsta izmene

potpis>•: ?•

Inie

PROTÔCNA KAPSULAVf SA -2

liode brtij O72.00.O00/SObr. br. .Savr«nu:ji.i adrainistr»clja" — Bcograd, Hrizrecsîta fi.

A

r

J I 1 1I

-4^. ..v/r'* / '/•

foi. /

Y l

j^p^//Lp£.,À^.^9.o.^.IcsA^^^o.^i£?._

AL. / £•c-

V £ o

DÛ//J/ C£P

i

4!LJ

M- .

£ 00 0 0

xocep

77»

¥2«?

I !

4L ..4F

* fox. M.J: p'£•:•-• l

o 7 g" o o

2'f

7

2

3

4

5

6

7

7

7

2

1

1

606 Sasîavnieaj L i s t "!>roj-

A / "i V I"; P. L A

A/osač TP

Glavct kapsu/&

Pre/azni c/eo

Zapf/vkaDon// CepSito

Cev

broj Materi ja! i'i'••J.yAc. b r o j

025x35073-OO.c

073.0O-0O2\

073.OOOO3'A~" ! tnàium

bez crteza j 015/414x2

/vc. A/S 22 S

073.0O.OO1

072OOOO1

cr/eza

Af.,.4F"025*3Q,4F

020*15

&24/022..72OO

saštavio

ispitau

-19.O9.62

AT

datum . (me

znak v rs1 a izaiene àMnm '•• \mh

HSRMETtCNÀ KAPSULAV!SA-2

kodc bro] O73QQOOO/S

OSr. br. fï l:";s.: .rdmLnistraeiJa" — Bcograd, Prizreasjca t>

• > , • • —

1215

ttÔ5

ri $5*5

. . . . . . .. .. _ . , , i.

O 2\ i15 1235

— • - - ? - • —

I

24-ZSm&k&rié

Q: 7 3 0 0 0 0 0%

HÇRMETlêMA KAPSULA

VISA - 2/ 1:1

:n

tl. Brerna šoblonu (cri 075.00.01a)

AL ..

09.02.62

O Y 3 G G 1

DOMJf Č£P

7/45c30e

015m

017

020

022

024

•AL.4F" 1 20108.62 M.Nikolid

" Z Smoković

0 7 3 0 0 0 0 2

GLAVA KAPSULE 5:1

020

O)

1 !1 /

Q

••• / / / X -

M15*1

022

NS.22S

0108.62 M.Nikolić

• î Z.Smokov'tć

0 7300 003

PRELAZNl DEO 5:1

M20x-1

0/4

•• JOrupa 01* no 01O(pod36Q)

0ô(upisani ktug:""•' desetouQaonikQj"

LJLX-;:-.-

'.017

017,6

011 o

0Î4

M15*l

< • * • > ;

NS.225 f0108.62 M.Nikotić

!'> ŽSmoković

0 7 3 00 004

NOSAČ TP 5-1.