Назначение

Область применения

Актуальность задачи определяется повышением требований к безопасности предприятий целого ряда отраслей промышленности и в частности энергетического комплекса, Федерального Агентства по Атомной Энергии, Роскосмоса и т.д. с одной стороны, развитием технологий современного производства, требующих более тщательной подготовки производства, более высоких точностей и непрерывного контроля параметров технологических процессов, которые, в свою очередь, часто связаны с применением вредных и опасных веществ, а также контроля состояния окружающей среды на производстве и в промзоне. Задача приобретает особую актуальность в связи с развитием нанотехнологий, требующих непрерывного контроля технологических процессов выращивания структур.

Описание

Гелиевые масс-спектрометрические течеискатели имеют один существенный недостаток- применение конкретного пробного газа (как правило это гелий, очень редко используется водород ) приводит к тому, что контроль герметичности изделий промышленности и технологического оборудования производится только на стадии ввода их в эксплуатацию. Далее разгерметизация устанавливается либо в процессе технического обслуживания, либо по факту выхода из строя оборудования или нарушения технологического процесса. Часто разгерметизация приводит к катастрофическим последствиям. Так нарушение герметичности реакторов, конверсионных линий, контейнеров в хранилищах отработанного топлива на предприятиях ФААЭ может привести к выходу радиоактивности в окружающую среду. Попадание кислорода в трубопроводы регенерации UF6 в процессе конверсии чревато взрывом. Разгерметизация отсеков в космосе представляет опасность для жизни космонавтов, выход аммиака, фтора, хлора на химических производствах грозит экологической катастрофой, поэтому существует необходимость контроля герметичности оборудования НЕПОСРЕДСТВЕННО В ТЕХНОЛОГИЧЕСКОМ цикле, не нарушая его и не внося НИКАКИХ примесей.

Так прибор подключенный в линию конверсии гексафторида урана после проверки герметичности традиционными способами продолжает контролировать состав паро-газовой смеси внутри установки. При этом появление пика кислорода является свидетельством разгерметизации и прибор включит тревожную сигнализацию при потоке кислорода превышающем установленный порог, который может достигать 10Е-12 Вт. Кроме того очень важен подбор режима переработки для повышения выхода Урана и Фтора, как сырья плавиковой кислоты. Этот же прибор контролирует содержание продуктов разделения UF6  и позволяет корректировать температуру и поток в технологическом цикле.

Большой интерес представляет контроль герметичности объектов, вставленных один в другой (матрешка) . Так например при  сухом хранении ОЯТ топливо помещается в герметичный контейнер, который после упаковки ТВЭЛов заваривается. Заваренный контейнер помещается в герметичный пенал, в крышке которого предусмотрен клапан, обеспечивающий доступ в межстеночное пространство. Через этот клапан осуществляется заполнение пенала азотно-гелиевой смесью для обеспечения теплоотвода от внутреннего контейнера. Вся эта конструкция устанавливается в бетонное гнездо, плотно облегающее пенал и перекрывающее доступ к сварным швам. По техническим условиям такая конструкция должна обеспечивать герметичность упаковки ТВЭЛов на протяжении 70 лет. Должен осуществляться периодический контроль герметичности внутреннего и внешнего контейнеров.

В случае использования «матрешки» контроль герметичности контейнера и пенала может быть осуществлен при подключении ТИ1-40 к клапану пенала. Аналогично предыдущему случаю, появление пика кислорода будет свидетельствовать о разгерметизации внешнего пенала. Контроль состояния внутреннего контейнера может производиться по наличию в межстеночном пространстве продуктов распада топлива, например Не3  + Н3  или (и) Kr85 . Появление в спектре регистрируемого количества продуктов распада будет свидетельствовать о начале разгерметизации внутреннего контейнера. В этом случае последний выгружается и проводятся мероприятия по его герметизации. Эти задачи могут быть решены только применением высокочувствительного газоанализатора.

Во всех случаях предупреждаются экологические инциденты и контролируется технологический процесс.

К настоящему моменту проведены научно исследовательские работы: 

подготовлена математическая модель прибора,

Ожидаемое использование результата работы:

Для изготовления опытного образца прибора и внедрения прибора в серийное производство необходимо проведение ОКР, оформление конструкторской и эксплуатационной документации, подготовка производства, проведение промышленных испытаний.