Characterization of mineral insulated cables at the WWR-K reactor; First results

WWR-K原子炉におけるMIケーブルの特性評価; 1つ目の結果

Shaimerdenov, A.*; Gizatulin, Sh.*; Sairanbayev, D.*; Bugybay, Zh.*; Silnyagin, P.*; Akhanov, A.*; 冬島 拓実 ; 広田 憲亮   ; 土谷 邦彦 

Shaimerdenov, A.*; Gizatulin, Sh.*; Sairanbayev, D.*; Bugybay, Zh.*; Silnyagin, P.*; Akhanov, A.*; Fuyushima, Takumi; Hirota, Noriaki; Tsuchiya, Kunihiko

原子炉のケーブルの絶縁材は、他の種類の設備における条件と比較して、混合条件(高温、放射線、圧力、湿度、過酷な環境)にさらされ、同時に長期間(約40-50年)の性能特性を維持する必要がある。このような条件下での照射の結果、ケーブル絶縁体の電気的特性は劣化し、電流損失が増大する。これは、放射線によって絶縁体に電荷が誘導されるためである。WWR-K原子炉では、2種類の無機絶縁材(MgOとAlO)を使用した信号ケーブルの耐放射線性に関する研究が開始された。これらの研究の一環として、2種類の無機絶縁材を使用した信号ケーブルの混合運転条件(放射線場と高温)における挙動について、新たな実験データを取得する。ケーブルに10cmまでの高速中性子を照射する予定である。照射温度は(50050)Cである。信号ケーブルの絶縁体の電気特性の劣化の研究は、リアルタイムで実施される。このために、実験装置の特別な設計と電気特性の炉内測定技術が開発された。本論文では、キャプセル設計の概略、キャプセル設計開発のための複雑な計算結果、予想される中性子フルエンス、鋼材中のdpa、炉内電気特性測定技術、今後の作業計画を示す。目標中性子フルエンスに到達するまでのケーブル照射時間は、約100日となる。本研究は、国際科学技術センターの助成を受けて実施されている。

Compared to conditions in other types of installations, cable insulation in nuclear reactors is exposed to mixed conditions (high temperatures, radiation, pressure, humidity, aggressive environments) and at the same time they must maintain their performance characteristics for a long time (about 40-50 years). As a result of irradiation to such conditions, the electrical properties of the cable insulation are degraded, which leads to an increase in current loss. This is because the charge is induced by radiation into the insulator. At the WWR-K reactor, studies were started on the radiation resistance of signal cables with two types of mineral insulation (MgO and AlO). As part of these studies, new experimental data will be obtained on the behavior of signal cables with mineral insulation of two types in mixed operating conditions (radiation field and high temperature). It is planned to accumulate fluence of fast neutrons 10cm in cables. The irradiation temperature will be (500 50)C). The study of the degradation of the electrical properties of the insulation of signal cables will be carried out in real time (in-situ). For this, a special design of the experimental device and a technique for in-reactor measurement of electrical characteristics were developed. This paper presents a sketch of the capsule design, the results of complex calculations for the development of the capsule design, the expected neutron fluences, the dpa in steel, the technique for in-reactor measurement of electrical characteristics, and a work plan for the future indicating the expected results. The cable irradiation time until the target neutron fluence is reached will be about 100 effective days. This research is funded by the International Scientific-Technical Center.