Баллистическая капсула для радиоактивных отходов — SU 1836726 (original) (raw)
(505 И ЕТЕНИ ПАТЕНТ СУЛА ДЛЯ РА- ение относится ии радиоактивится к области иоактивных отхоанций и других осмическом прожду отсеками леэной нагруэи корпуудования ключев(РАО)щениитивнойной завляется ис ых отходо ом возвра т конструк огобарьер гается тем, что в ы дополнитвльно ения плавучести, водонепроницаеположенный в коГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(56) Инженерный справочник по космической технике и/р А.В.Солодова. Военное издательство МО СССР, М 1969, с,304-306, рис.145.Космонавтика. - Энциклопедия и/р В.П.Глушко, М., Советская энциклопедия, 1985, Основная отсеки, спускаемый аппарат.(54) БАЛЛИСТИЧЕСКАЯ КАПДИОАКТИВНЫХ ОТХОДОВ(57) Использование; изобретк области средств для изоляц Изобретение отно средств дляизоляции ра . дов атомных электрос ядерных производств в странстве.Целью изобретения я ние контакта радиоактив с биосферой при аварий капсулы на Землю за сче реализации принципа мн щиты.Указанная цель дости полости корпуса капсул образован отсек обеспеч заполненный. пористым мым наполнителем и рас ных отходов атомных электростанций и дру- гих ядерных производств в космическом пространстве. Сущность изобретения: с целью исключения контакта радиоактивных отходов с биосферой при аварийном возвращении капсулы на Землю за счет конструктивной реализации принципа многобарьерной защиты, капсула содержит конический корпус, в полости которого образованы герметичные отсеки бортового оборудования, полезной нагрузки и обеспечения плавучести. Последний отсек запол.Нен водонепроницаемым наполнителем, а в отсеке полезной нагрузки установлен контейнер с всенаправленной амортизацией. В полости контейнера установлены многогранные правильные графитовые призмы, образующие единую сотовую матрицу, причем в полости каждой призмы установлена герметичная ампула с отвержденными отходами. 3 ил,ническои част са мебортового обор и поки.Контейнер выполнен в виде цилиндра с сегментально-сферической крышкой и днищем, причем в полости контейнера параллельно его продольной оси установлены с образованием единой сотовой матрицы выполненные из пористого графита многогранные правильные призмы, каждая иэ которых имеет полость, где установлена ампула с отвержденными отходами. Радиус сферы днища контейнера выбирается меньше радиуса сферы силового днища капсулы. Отвержденные РАО заключены в герметичный пенал, образованный совокупностьюзащитных коаксиальных стаканов: внутренних - корроэионна-стойких к РАО, средних -прочностных и наружных - корроэионностойких к окружающей среде, В свободныхот ампул частях полости контейнера раэмещен пористый графит. Каждая ампула, контейнер и корпус капсулы снабженыпористыми фильтрами для выхода радиогенного газа,Снабжение капсулы отсеком обеспечения плавучести вместо системы обеспечения плавучести гарантирует плавучестькапсулы при возникновении различныхнештатных ситуаций, Выполнением контейнера в виде цилиндра с сегментальносферическими крышкой и днищем и.радиусом последнего, меньшим радиусасферы силового днища капсулы, достигается повышение безопасности удаления отходов за счет обеспечения всенаправленной 20амортизации полезного груза. Размещением в полости контейнера параллельно егопродольной оси многогранных правильныхпризм в виде единой сотовой матрицы ивыполнением призм иэ пористого графита 25обеспечивается в случае разрушения контейнера индивидуальная теплозащита каждой ампулы с радиоактивными отходами. .Кроме этого, отверждением радиоактивныхотходов и заключением их в герметичный 30пенал, образованный совокупностью защитных коаксиальных стаканов: вНутренних -корроэионно-стойких к РАО, средних - прочностных и наружных - коррозионно-стойкихк окружающей среде, а также размещением 35пористого графита в свободных от ампулчастях полости контейнера достигаетсяобеспечение индивидуальной прочностнойи. коррозион ной защиты радиоактивных отходов, 40На фиг.1 изображен продольный разрезбаллистической капсулы; на Фиг,2 - защитный.контейнер; на фиг,З - графитовая призма с ампулой.. Баллистическая капсула состоит из корпуса 1; который может быть выполнен сварным иэ алюминия, многослойнымтитановым или углепластиковым. Корпус 1имеет теплоиэолирующее пористое наполнение (не показано) и наносимое на внешнюю поверхность теплозащитное пЬкрытие2 на основе современных абляционныхстекловолокнистых материалов или Керамических плит,Баллистическая капсула состоит из трех 55герметичных отсеков. Верхний отсек - отсекбортового оборудования 3 с размещенными в нем блоками изотопного источника элек 1- рознергии, светоимпульсного и радиомаяков, в том числе позволяющие испольэовать воэможности международной системы спасения "Коспас-Сапсат", командно-коммутационной аппаратуры (не показаны). Нижний отсек - отсек полезной нагрузки 4 образован нижним сферическим сегментом 5 и силовым днищем 6. В отсеке установлен герметичный контейнер 7 с радиоактивными отходами (РАО), В конической части корпуса 1 между отсеком бортового оборудования 3 и отсеком полезной нагрузки 4 расположен отсек обеспечения плавучести 8, ограниченный сверху и снизу силовыми сферическими сегментами соответственно 9 и 5. Отсек обеспечения плавучести 8 заполнен водонепроницаемым легким материалом 10 типа пено пласта, пористого алюминия или пенополиуретана.В отсеке полезной нагрузки 4 между контейнером 7, нижним сферическим сегментом 5 и силовым днищем 6 установлена всенаправленная амортизация 11 из слоя тонких стальных сот; плотного пенопласта или пористого алюминия толщиной до 200 мм, Для установки контейнера 7 в отсеке полеэной нагрузки 4, закрытия и герметизации стыка отсеков полезной нагрузки и обеспечения плавучести в конструкции корпуса 1 предусмотрены специальные карманы (не показаны), обеспечивающие установку и затяжку гаек разрывных болтов или шпилек до требуемой величины.Контейнер 7 выполнен в виде толстостенного силового цилиндра 12 с сегментально-сферическими крышкой 13 и днищем14 из жаропрочной нержавеющей стали, титанового сплава или из композитного угле- пластикового материала толщиной 12-15 мм, Радионуклиды, переработанные в конечный продукт в виде прочной металло- керамической массы 15 плотностью 8-10 г/см и температурой плавления 2500 ОС,размещены в трехслойвых гермопеналах иэ Нержавеющей стали или из высокопрочныхиридиевых, танталовых, платиновых и других сплавов с температурой плавления, достигающей 3000 С. Герметичные пеналыобразованы совокупностью защитных коаксиальных стаканов: внутренних 16 - корроэионно- стойких к РАО, средних 17 - прочностных и наружных 18 - термостойких с высокой корроэионной стойкостью к воэдействиям окружающей среды. Внутренние стаканы изготавливаются из сплава, совместимого с помещаемым радионуклидом, либо на его внутреннюю поверхность наносится методом плазменного Напыления многослойное защитное покрытие иа оксида этого же радионуклида.Каждая ампула, состоящая из гермопе- нала с отвержденным РАО, установлена в полости многогранной, например, правильной шестиграной призмы 19, выполненной из пористого графита, Для удаления радио- генного газа каждая ампула имеет пористый фильтр 20, а контейнер 7 и корпус 1 - дренажные клапаны (не показаны). Снаряженные грэфитовые приамы размещены в контейнере 7 параллельно его продольной оси с образованием единой сотовой матрицы, а в свободных от призм 19 частях полости контейнера размещен пористый графит,Техническое решение является примером применения "концепции глубокой обороны",. предусматривающей создание на пути проникновения особо опасных радионуклидов в биосферу Земли многоступенчатых технических барьеров и дающей определенную гарантию достижения высокой степени безопасности. При аварийном возвращении капсулы на Землю расположение контейнера 7 с РАО, составляющего большую часть массы баллистической капсулы, на нижнем сферическом днище позволяет обеспечить устойчивость капсулы в атмосфере во всем диапазоне возможных скорастей и высот. Конструкцию контейнера гарантирует его целостность в случаях аварийного приземления баллистической капсулы на скальный или мерзлый грунт с максимально возможными значениями скорости установившегося свободного падения со скоростью 70-100 м/с, а теплозащите капсулы и индивидуальная защита каждой ампулы исключает разрушение ампулы при температурах, достигающих 6000 фС,Формула изобретения баллистическая капсула для радиоак.тивных отходов (РАО); содержащая конический корпус с. сегментально-сферическим силовым днищем, в полости которого образованы герметичные отсек бортового оборудования, расположенный в верхней части 5 корпуса, и отсек полезной нагрузки для размещения внутри него контейнера, систему амортизации последнего, установленную между корпусом и контейнером, и.теплоээщиту корпуса и силового днища, о т л й ч а ю щ а я с я тем, что, с целью исключенияконтакта РАО с биосферой при аварийном возвращении капсулы на Землю за счет конструктивной реализации принцйпа много- барьерной защиты, в полости корпуса 15 капсулы дополнительно образован отсекобеспечения плавучести, заполненный пористым водонепроницаемым наполнителем .и расположенный в конической части корпуса между отсеками бортового оборудования 20 и полезной нагрузки, а контейнер выполненв виде цилиндра с сегменталько-сферическими крышкой и днищем, причем в полости контейнера параллельно его продольной оси установлены с образованием единой со товой матрицы выполненные иэ порйстогографита многогранные правильные призмы, каждая из которых имеет полость, где установлена ампула с отвержденными отхода.. ми, заключенными в герметичный пенал, 30 образованный совокупностью защитныхкоаксиальных стаканов: внутренних - коррозионно-стойких к РАО, средних - прочностных и наружных - коррозионно-стойких к окружающей среде, а в свободных от ампул 35 частях полости контейнера размещен пористый графит, при этом каждая ампула, контейнер и корпус капсулы снабжены пористыми фильтрами для выхода .радио- генного газа,.а радиус сферы днища контей нера меньше радиуса сферы силовогоднища капсулы.1836726 7 М 5 Составитель Т.ГорчаковаРедактор М.Кузнецова Техред М.Моргентал Корректор Н.Ревска Заказ 3023 . ТиражПодписн ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и откр 113036, Москва, Ж, Раушская наб., 4/бпри ГКНТ ССС Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина