Obiective:

• Investigarea comportarii combustibilului de la CNE Cernavoda si a materialelor de structura, dupa iradierea in Centrala Nuclearo-Electrica sau in reactorul de cercetare TRIGA de la SCN Pitesti;
• Producerea si desfacerea de surse inchise de radiatii nucleare si radioizotopi cu aplicatii in industrie, agricultura si medicina;
• Caracterizarea deseurilor radioactive.

Activitati:

• Examinarea post-iradiere nedistructiva:
• Inspectie vizuala si fotografiere pentru a observa modificarile macroscopice ale tecii elementului combustibil (fisuri, coroziune, depuneri de produsi de coroziune, umflare etc.), dobandite in cursul iradierii;
• Masuratori dimensionale pentru a pune in evidenta modificarile elementelor combustibile in timpul iradierii: diametrul, lungimea, deformatia diametrala si axiala a tecii, inaltimea cutelor circumferentiale ale tecii, sageata si ovalitatea;
• "Gamma scanning" si tomografie pentru a determina distributia axiala si radiala a activitatii produsilor de fisiune in elementul combustibil, caracteristicile geometrice ale coloanei combustibile, migratia produsilor de fisiune volatili, varful de flux, omogenitatea incarcarii si gradul de ardere;
• Control defectoscopic cu curenti turbionari pentru a verifica integritatea tecii elementului combustibil dupa iradiere.
• Examinarea post-iradiere distructiva:
• Perforarea tecii elementului combustibil si eliberarea gazelor de fisiune pentru a determina presiunea, volumul si compozitia lor, precum si volumul liber intern al elementului combustibil;
• Examinare metalografica pentru a pune in evidenta caracteristicile structurale ale combustibilului (forma si marimea grauntilor, distributia porilor), grosimea stratului de oxid, hidrurarea si duritatea tecii, interfata combustibil-teaca;
• Spectrometrie de masa pe probe de combustibil dizolvat pentru a determina compozitia izotopica si gradul de ardere;
• Cromatografie de lichide de inalta performanta cu detectie UV-VIS pentru a determina gradul de ardere a combustibilului nuclear prin metoda ¹³⁹ La;
• Incercari mecanice prin teste de tractiune si de fluaj pe epruvete prelevate din teaca elementului combustibil si din tubul de presiune al reactorului de la CNE Cernavoda pentru a verifica proprietatile lor mecanice: efortul de intindere, rezistenta de rupere, viteza de alungire, rezistenta de fluaj etc.
• Surse inchise de radiatii nucleare:
• Producerea de surse inchise de ¹⁹²Ir si ⁶⁰Co pentru radiografie industriala;
• Deseuri radioactive:
• Caracterizarea radionuclidica prin spectrometrie gama a deseurilor radioactive provenite din procesul de examinare post-iradiere.

Instalatii experimentale:

• 2 celule fierbinti alfa-gama cu pereti din beton greu cu grosimea de 1,1 m, care asigura protectie biologica pentru o activitate gama maxima de 37x10 ³ TBq. Fiecare celula este echipata cu un pod rulant de 20 kN si un manipulator greu de 100 daN:

Zona de operare a celulelor fierbinti
• Celula de transfer, avand 2 posturi de lucru echipate cu manipulatori;
• Celula de examen avand 7 posturi de lucru echipate cu manipulatori.
• 2 celule fierbinti alfa-gama: celula de chimie si celula de metalografie, cu pereti din otel cu grosimea de 280 mm, care asigura protectie biologica pentru o activitate gama maxima de 37 TBq. Fiecare celula are un post de lucru echipat cu manipulatori.
• Celula microscopului optic, cu pereti din otel cu grosimea de 200 mm, care asigura protectie biologica pentru o activitate gama maxima de 3,7 TBq;
• Celula pentru incercari mecanice cu pereti din plumb cu grosimea de 150 (100) mm, care asigura protectie biologica pentru o activitate gama maxima de 3,7 TBq. Celula are 2 posturi de lucru echipate cu manipulatori;
• Boxe cu manusi;
• Echipamente de examinare post-iradiere instalate in celulele fierbinti:
• Masina de pozitionare a elementului combustibil pentru examinare vizuala si fotografiere prin periscop;
`

Post de lucru in celulele fierbinti
• Masina de pozitionare a elementului combustibil pentru profilometrie (masurarea diametrului). Dispozitivul de masurare este constituit din 2 traductori inductivi de tip transformator diferential cu miez mobil, diametral opusi. Pot fi masurate diametre de 9 ÷ 17 mm cu o precizie de ±5 µm. Masina se utilizeaza si pentru control defectoscopic cu curenti turbionari;
• Masina de pozitionare a elementului combustibil pentru "gamma scanning";
• Periscop echipat cu o camera fotografica, instalat în peretele celulei fierbinti;
• Colimator de radiatii gama cu fanta variabila instalat in peretele celulei fierbinti;
• Echipament pentru perforarea tecii elementului combustibil si masurarea presiunii si volumului gazelor de fisiune. Pentru analiza compozitiei gazelor de fisiune se foloseste un spectrometru de masa, instalat în exteriorul celulei fierbinti;
• Masina de debitat lent echipata cu disc diamantat, pentru prelevare din elementul combustibil a probelor destinate examinarii metalografice, determinarii gradului de ardere si incercarilor mecanice;
• Dispozitiv de impregnare cu rasina sub vid a probelor metalografice;
• Masini de polizat si slefuit probe metalografice;
`

Masina de sudat TIG
• Microscop optic pentru materiale radioactive, echipat cu analizor de imagine si microdurometru;
• Masina de incercari la tractiune, echipata cu cuptor pentru incalzirea probelor la temperatura de 20 °C ÷ 1000°C in atmosfera de aer.
• Echipamente de examinare post-iradiere instalate in laboratorul de radiochimie:
• Spectrometru de masa cu termoionizare;
• Cromatograf de lichide de inalta performanta cu detectie UV-VIS;
• Lant spectrometric gama de inalta rezolutie;
• Spectrofotometru.
• Echipamente pentru producerea surselor inchise de radiatii nucleare instalate in celulele fierbinti:
• Masina pentru sudat TIG;
• Aparat pentru masurarea activitatii gama a surselor inchise de radiatii nucleare EMR – 15G.
• Lant spectrometric gama portabil pentru caracterizarea deseurilor radioactive.

Realizari importante:

• Examinarea post-iradiere a elementelor combustibile experimentale testate in reactorul TRIGA 14 MW, in cadrul programului de cercetare-dezvoltare pentru fabricarea in Romania a combustibilului nuclear CANDU;
• Examinarea post-iradiere a elementelor combustibile CANDU experimentale testate in reactorul stationar TRIGA 14 MW si in reactorul de puls de putere TRIGA, in conditii de rampa de putere si de accident RIA (Reactivity Insertion Accident) si LOCA (Loss Of Coolant Accident), in cadrul programului de cercetare pentru cresterea securitatii combustibilului de la CNE -Cernavoda;
• Examinarea post-iradiere a materialelor de structura pentru reactorul de la CNE Cernavoda;
• Examinarea post-iradiere a elementelor combustibile TRIGA LEU (Low Enriched Uranium) pentru evaluarea comportarii si performantei lor in exploatare, in cadrul programului pentru conversia reactorului TRIGA;
• Transportul probelor din aliaje de zirconiu si oteluri inoxidabile expuse in autoclavele din circuitul primar al reactorului de la Unitatea 1 CNE Cernavoda, pentru a monitoriza comportarea lor la coroziune;
• Analize fizico-chimice, examinari metalografice si incercari mecanice pe materiale provenite de la CNE Cernavoda pentru a investiga cauzele defectarii lor;
• Caracterizarea deseurilor radioactive evacuate din celulele fierbinti;
• Reabilitarea echipamentelor de manipulare si examinare din celulele fierbinti;
• Modernizarea infrastructurii de examinare post-iradiere, prin dotarea cu noi echipamente: masina de incercari la tractiune, cromatograful de lichide de inalta performanta, lantul spectrometric gama portabil, masinile de polizat si slefuit;
• Conceptia si realizarea unei instalatii noi de prelevare si analiza a gazelor de fisiune din elemente combustibile CNE Cernavoda;
• Conceptia si realizarea unei masini de sudura TIG pentru producerea surselor inchise de ¹⁹²Ir si ⁶⁰Co;
• Producerea si desfacerea de surse inchise de ¹⁹²Ir pentru radiografie industriala;
• Recuperarea surselor inchise de ⁶⁰Co uzate din instalatii medicale de cobaltoterapie;
• Raportul final de securitate pentru LEPI;
• Participare la Programul de cercetare coordonat de Agentia Internationala pentru Energie Atomica (AIEA) intitulat "Examination and Documentation Methodology for Water Reactor Fuel" (ED-WARF-II);
• Participare la Proiectul regional RER/9/076 al AIEA intitulat “Cresterea securitatii si fiabilitatii combustibilului nuclear si materialelor in CNE”;
• Participare la proiectul HOTLAB din Programul Cadru 6 al Comisiei Europene intitulat: "Capacitati si necesitati de cercetare ale laboratoarelor fierbinti europene”.

Persoana de contact: Marcel Pârvan; e-mail: marcel.parvan@nuclear.ro