Барабанный реактор и спецодежда из бумаги: парад патентов

Барабанный реактор, вольфрамовая бумага и гидридный замедлитель — в этом выпуске собраны самые интересные патенты третьего квартала.

США

Название: барабан управления мобильным ядерным реактором (WO2021138254)

Патентообладатель: GE Hitachi Nuclear Energy Americas

Автор: Деннис Нельсон

Сфера применения: перспективные конструкционные элементы

Для управления реактивностью в малогабаритном реакторе удобнее использовать барабанную схему движения поглотителя и отражателя. Автор предложил отказаться от использования твердых материалов в качестве поглотителя и отражателя и заменить их порошком. Это решит проблему радиационного распухания и теплового расширения, удешевляет процесс производства. Барабаны управляются магнитным приводом. Безопасность может быть обеспечена даже в случае его отказа, допускается работа в горизонтальном положении.

Название: высокотемпературный гидридный замедлитель для ядерных микрореакторов (WO2021178182)

Патентообладатель: Westinghouse Electric

Авторы: Венкатешвара Дасари, Алекс Левинский, Ясир Арафат, Юри Ван Вик

Сфера применения: перспективные конструкционные материалы

Высокая стоимость металлического высокопробного низкообогащенного уранового топлива (HALEU) ограничивает его применение в гражданских проектах малой атомной энергетики. Авторы предложили конструкцию активной зоны реактора, который может использовать уменьшенное количество среднеобогащенного топлива или его вариацию с содержанием 235U близким к 5%. Особенность проекта — два типа замедлителя, один из которых — гидрид металла. При повышении температуры выше допустимого водород высвобождается, при этом эффективность замедления нейтронов существенно снижается. Это увеличивает пассивную безопасность реактора.

Южная Корея

Название: бумага на основе микровольфрама для защиты от излучения и способ ее изготовления (WO2021172760)

Патентообладатель: Industry Academic Cooperation Foundation Keimyung University

Автор: Сон Чил Ким

Сфера применения: защита от ионизирующего излучения

Традиционные защитные материалы содержат токсичный свинец. Вес спецодежды из них достигает 10 кг. Это существенно снижает потребительские качества изделий и заставляет изобретателей искать более практичные материалы. Диспергирование микрочастиц вольфрама и термообработка позволили получить тонкий, легкий и прочный материал — его можно резать обычными ножницами.

Название: мобильная установка для уменьшения объема и плавления отходов демонтированной АЭС (WO2021172621)

Патентообладатель: Orion, Seoul Machinery

Автор: Ун Чан Ли

Сфера применения: обращение с радиоактивными отходами

Автор предложил конструкцию компактной установки, которую можно перевозить на грузовой платформе. Все отходы сначала сортируются по степени загрязненности и сжимаемости. После этого их очищают, затем прессуют и плавят. В плавильную печь отправляют только отходы, которые не удалось очистить. В предыдущем варианте изобретения сила сжатия была слишком мала, поэтому металлические отходы пружинили. Удалось увеличить давление сжатия — брикеты будут получаться более плотными, повышается качество остекловывания. Образующийся при плавлении летучий радиоактивный цезий улавливается специальными фильтрами.

Чехия

Название: устройство и способ рекуперации энергии из отработанного топлива ядерных реакторов (WO2021170157)

Авторы: Радек Шкода

Патентообладатель: Радек Шкода

Сфера применения: обращение с ОЯТ

Твэлы с отработанным ядерным топливом содержат значительное количество делящегося материала. Согласно замыслу автора, их еще можно использовать в реакторе с другой конструкцией активной зоны. Более низкие температура, давление и меньшее сечение поглощения в замедлителе, а также увеличенное расстояние между топливными элементами дают возможность добиться более глубокого выгорания. Отработанное топливо может использоваться вместе со свежими сборками. Реактор с ожидаемой мощностью 50–100 МВт предлагается использовать для получения тепла.