1.2.4. Конструкции и материали
Изисквания за защитни материали
Защита от - радиация. При други равни условия се предпочитат по-плътните материали.
За да се предпази от неутрони, екраниращият материал трябва да съдържа определен минимален брой леки ядра за ефективно преобразуване на неутрони с междинна енергия в топлинни. Топлинните неутрони се абсорбират ефективно от всички елементи, но в случаите, когато радиационният фон на изхода на екрана се определя до голяма степен от топлинни неутрони, се използват специални елементи с високо напречно сечение на поглъщане на термични неутрони (борни съединения, борен карбид).
Наличност, технологичност, относително ниска цена, вероятно ниско напречно сечение на активиране (в неутронни потоци), т.е. слаба активност при абсорбция на неутрони. В някои случаи - устойчивост на повишени температури, устойчивост на радиация, т.е. способността да се поддържат физикохимични характеристики в определените граници при условия на дългосрочно излагане на неутронни потоци с висока ефективност.
Основните защитни материали в съвременните атомни електроцентрали са обикновен тежък бетон, най-често с едри агрегати от гранит или варовик и фини агрегати от речен пясък върху портланд цимент и портланд шлаков цимент. Съдържанието на химически свързана вода в такъв бетон е 25% от теглото на цимента или 2-3% от теглото на бетона е достатъчно за ефективна защита срещу неутрони и радиация.
В атомните електроцентрали, както и в други ядрени инсталации, бетонът се използва главно като материал за радиационна защита, който е и носеща конструкция. Бетонът е икономичен и доста ефективен защитен материал, чието предимство може да се счита и за възможността за промяна на неговите свойства, както технически, така ифизически (включително защитни). Основно в АЕЦ се използва бетон от клас B40-B45, за изграждането на фундаментната част на сградата е разрешено използването на бетон от клас B30.
За радиационна защита на атомни електроцентрали се използват тежки и свръхтежки бетони, които, за да се разграничат от другите видове бетони по отношение на тяхната област на приложение, се наричат „радиационнозащитни бетони“. По обемно тегло бетоните се разделят на тежки с обемна плътност от 1,8 до 2,5 t/m 3 и много тежки с обемна плътност над 2,5 t/m 3 (3,2-3,3 t/m 3 ).
За да се разделят бетоните според вида на използваните инертни материали и свързващо вещество, името на бетона включва съответно наименованието на инертните материали и свързващото вещество, например „бетон върху магнетитни агрегати“ или „магнетитов бетон“, „бетон върху портланд цимент“ и др.
Тежките бетони с радиационна защита, работещи при температури до 50°C, се наричат "обикновени тежки бетони" или "тежки бетони".
Бетони, работещи при температури от 51 до 350°С включително, се наричат "бетони за повишени температури"; бетоните, предназначени за работа при температури над 350 ° C, се наричат „топлоустойчиви бетони“.
Бетони, съдържащи повишено количество химически свързана вода в сравнение с конвенционалните тежки бетони, се наричат хидратирани.
Името на бетона включва всички отличителни характеристики, като например "особено тежък магнетитов бетон върху портланд цимент".
Поради факта, че за разглежданите енергии, защитните характеристики на бетона от гама лъчение зависят малко от химичния състав, няма специални изисквания към химичния състав на бетона за радиационна защита на производствените помещения на АЕЦ. Въпреки това, химичният състав на бетона трябва да бъде точно известен при проектирането на защитни конструкции.структури на атомна електроцентрала. Необходимо е да се знае вида на бетона и неговата обемна плътност.
За радиационната защита на атомните електроцентрали два вида бетон са намерили най-голямо приложение: обикновен тежък бетон с обемна плътност 2,15–2,35 t/m3 (±3%) и много тежък бетон с обемна плътност 3,2 t/m3 (+3%) и повече.
При избора на вида бетон за радиационна защита на конкретна атомна електроцентрала трябва да се даде предпочитание на бетон, за приготвянето на който се използват местни материали: агрегат, свързващо вещество, добавки и др.
Материализабетон.Материалите, използвани за приготвяне на бетона, трябва да отговарят на изискванията за бетона като защитен и конструктивен материал.
Като основно свързващо вещество за защитен бетон се препоръчва използването на портланд цимент, чиято марка е избрана от условието за осигуряване на определената якост на бетона. Използването на други видове свързващи вещества е разрешено при надлежно предпроектно проучване и осигуряване на зададените качества на бетона.
За приготвянето на защитен бетон се използват различни видове едри и фини добавъчни материали. Изборът на инертен материал се определя от изискванията към бетона, местните условия и технико-икономическите показатели.
За обикновен тежък бетон едър добавъчен материал (5-40 mm) може да се получи от различни скали: ефузивни и интрузивни магмени, силикатни и карбонатни седиментни, както и метаморфни. Фин агрегат (0,15-5,0 mm) може да се получи чрез раздробяване на скали или използване на естествени находища на речни или планински пясъци. Модулът на финост на пясъка трябва да бъде 2,0-3,3.
За особено тежък бетон се използват рудни и метални агрегати: магнетит, хематит, барит и други руди, метален скрап и други метални отпадъци, както ичугун и стомана. Гранулометричният състав на едрите и фините добавъчни материали трябва да отговаря на изискванията за строителните добавъчни материали за бетон. При необходимост проектът може да посочи допълнителни изисквания.
Обемната маса на бетонната смес трябва да бъде по-голяма от определената обемна маса на бетона с разликата между масата на водата за смесване и масата на водата, химически свързана в циментовия камък.
Подвижността на бетоновата смес се определя в зависимост от начина на нейното транспортиране и полагане, размерите и конфигурацията на конструкцията, плътността на армировката и др. За производството на защитни конструкции от особено тежък бетон се препоръчва използването на бетонови смеси с подвижност, характеризираща се с конусна тяга от 0 до 3 cm и индекс на коравина от 60 до 15 cm, включително: за смес върху неметални агрегати - 2-3 cm; за смес с метален скрап - 0-1 cm.
Приготвянето на бетонови смеси от тежък и много тежък бетон, тяхното транспортиране, полагане, грижи по време на периода на втвърдяване, контрол на качеството и др. Трябва да се извършва в съответствие с действащите разпоредби.