Reactor Nuclear RA-4 Facultad de Ciencias Exactas Ingeniería y Agrimensura Universidad Nacional de Rosario Comisión Nacional de Energía Atómica

Esquema del RA4 Puesta a crítico y scram del Reactor Instrumentación Nuclear del RA-4

Esquema del Reactor Núcleo Vista SuperiorCorte a 90º Núcleo Reflector de Grafito Blindaje de Plomo Columna Térmica Cámaras de Ionización Contadores ProporcionalesTanque con Ácido Bórico Canales de Irradiación Barras de controlMecanismo de Elevación de la fuente de Neutrones Fuente de Neutrones

Ingreso de una muestra a irradiaren en el canal lateral inferior. Unión del Núcleo para obtención de masa crítica. Desplazamiento de la primera barra de Control. Desplazamiento de la segunda barra de control hasta alcanzar la criticidad. Una vez alcanzada la potencia requerida se retira la fuente Puesta en marcha del Reactor Reactor Crítico Corte a 180º

Actuación de los sistemas seguridad (Scram) Si se superan los límites preestablecidos actúan los sistemas de extinción, separándose el núcleo y posicionándose las barras de control junto a este (SCRAM TOTAL). Los sistemas de extinción pueden además activarse desde un pulsador ubicado en la consola de mando y otro en la puerta de salida de emergencia. Reactor Crítico

SCRAM TOTAL Reactor Crítico

Instrumentación Nuclear Consola Reactor Núcleo Contadores proporcionales Canal de Arranque Relé Preamplificador Amplificador de Impulsos Canal Lineal Canal Logarítmico Cámaras de Ionización No Compensadas “El canal de arranque da una Indicación del conteo de neutrones que hay en el núcleo durante la puesta en marcha del reactor”. Indicador Logarítmico Indicador Lineal Escalímetro Reloj

Instrumentación Nuclear Consola Reactor Núcleo Canal de Marcha Canal Lineal Cámaras de Ionización No Compensadas Amplificador Lineal Registrador Lineal Indicador lineal

Instrumentación Nuclear Consola Reactor Núcleo Canal de Marcha Amplificador Logarítmico Canal Lineal Canal Logarítmico Cámaras de Ionización No Compensadas Amplificador Lineal Registrador Logarítmico “El canal de marcha mide una corriente eléctrica que es proporcional al flujo neutrónico en el núcleo”. Indicador Logarítmico Indicador %/seg.

Instrumentación Nuclear, Alarmas y Scrams Relé Preampl. Ampl. De Impulsos Integrador Logarítmico Integrador Logarítmico Integrador Logarítmico Multiplicación Muy alta Regis- trador Ampl. Logarítmico Ampl. Lineal Fuente Alta Tensión Indicación Tasa de Crecimiento Regis- trador Flujo demasiado bajo Conectar-desconectar Tensión contador Prealerta canal logarítmico Flujo demasiado alto Falla alta tensión Falla equipo canal lineal Conmutar canal lineal Flujo demasiado alto Canal lineal Temperatura reactor Demasiado baja Dosis gamma Demasiado alta Falla monitor gamma Temperatura reactor Demasiado alta Monitor gamma Indicador temperatura Tubo BF 3 Cámaras no compensadas Tubo halógeno Termo resistencia Se produce SCRAM PARCIAL cuando el canal logarítmico de arranque supera un determinado valor de número de cuentas.

Instrumentación Nuclear, Alarmas y Scrams Relé Preampl. Ampl. De Impulsos Integrador Logarítmico Integrador Logarítmico Integrador Logarítmico Multiplicación Muy alta Regis- trador Ampl. Logarítmico Ampl. Lineal Fuente Alta Tensión Indicación Tasa de Crecimiento Regis- trador Flujo demasiado bajo Conectar-desconectar Tensión contador Prealerta canal logarítmico Flujo demasiado alto Falla alta tensión Falla equipo canal lineal Conmutar canal lineal Flujo demasiado alto Canal lineal Temperatura reactor Demasiado baja Dosis gamma Demasiado alta Falla monitor gamma Temperatura reactor Demasiado alta Monitor gamma Indicador temperatura Tubo BF 3 Cámaras no compensadas Tubo halógeno Termo resistencia Se produce SCRAM TOTAL cuando el canal logarítmico de arranque y el canal logarítmico de marchar registran un valor inferior a los límites preestablecidos en ambos canales

Instrumentación Nuclear, Alarmas y Scrams Relé Preampl. Ampl. De Impulsos Integrador Logarítmico Integrador Logarítmico Integrador Logarítmico Multiplicación Muy alta Regis- trador Ampl. Logarítmico Ampl. Lineal Fuente Alta Tensión Indicación Tasa de Crecimiento Regis- trador Flujo demasiado bajo Conectar-desconectar Tensión contador Prealerta canal logarítmico Flujo demasiado alto Falla alta tensión Falla equipo canal lineal Conmutar canal lineal Flujo demasiado alto Canal lineal Temperatura reactor Demasiado baja Dosis gamma Demasiado alta Falla monitor gamma Temperatura reactor Demasiado alta Monitor gamma Indicador temperatura Tubo BF 3 Cámaras no compensadas Tubo halógeno Termo resistencia El encendido de una ALARMA sonora cuando el reactor alcanza la potencia de 2 mW indica que se debe apagar el canal de arranque para proteger los tubos de BF 3.

Instrumentación Nuclear, Alarmas y Scrams Relé Preampl. Ampl. De Impulsos Integrador Logarítmico Integrador Logarítmico Integrador Logarítmico Multiplicación Muy alta Regis- trador Ampl. Logarítmico Ampl. Lineal Fuente Alta Tensión Indicación Tasa de Crecimiento Regis- trador Flujo demasiado bajo Conectar-desconectar Tensión contador Prealerta canal logarítmico Flujo demasiado alto Falla alta tensión Falla equipo canal lineal Conmutar canal lineal Flujo demasiado alto Canal lineal Temperatura reactor Demasiado baja Dosis gamma Demasiado alta Falla monitor gamma Temperatura reactor Demasiado alta Monitor gamma Indicador temperatura Tubo BF 3 Cámaras no compensadas Tubo halógeno Termo resistencia Se enciende una ALARMA sonora que indica que el reactor alcanzó los 30 mW de potencia.

Instrumentación Nuclear, Alarmas y Scrams Relé Preampl. Ampl. De Impulsos Integrador Logarítmico Integrador Logarítmico Integrador Logarítmico Multiplicación Muy alta Regis- trador Ampl. Logarítmico Ampl. Lineal Fuente Alta Tensión Indicación Tasa de Crecimiento Regis- trador Flujo demasiado bajo Conectar-desconectar Tensión contador Prealerta canal logarítmico Flujo demasiado alto Falla alta tensión Falla equipo canal lineal Conmutar canal lineal Flujo demasiado alto Canal lineal Temperatura reactor Demasiado baja Dosis gamma Demasiado alta Falla monitor gamma Temperatura reactor Demasiado alta Monitor gamma Indicador temperatura Tubo BF 3 Cámaras no compensadas Tubo halógeno Termo resistencia Si el reactor alcanza la potencia de 1800 mW se produce SCRAM TOTAL

Instrumentación Nuclear, Alarmas y Scrams Relé Preampl. Ampl. De Impulsos Integrador Logarítmico Integrador Logarítmico Integrador Logarítmico Multiplicación Muy alta Regis- trador Ampl. Logarítmico Ampl. Lineal Fuente Alta Tensión Indicación Tasa de Crecimiento Regis- trador Flujo demasiado bajo Conectar-desconectar Tensión contador Prealerta canal logarítmico Flujo demasiado alto Falla alta tensión Falla equipo canal lineal Conmutar canal lineal Flujo demasiado alto Canal lineal Temperatura reactor Demasiado baja Dosis gamma Demasiado alta Falla monitor gamma Temperatura reactor Demasiado alta Monitor gamma Indicador temperatura Tubo BF 3 Cámaras no compensadas Tubo halógeno Termo resistencia Se produce un SCRAM TOTAL si falla la fuente de alta tensión de las cámaras no compensadas.

Instrumentación Nuclear, Alarmas y Scrams Relé Preampl. Ampl. De Impulsos Integrador Logarítmico Integrador Logarítmico Integrador Logarítmico Multiplicación Muy alta Regis- trador Ampl. Logarítmico Ampl. Lineal Fuente Alta Tensión Indicación Tasa de Crecimiento Regis- trador Flujo demasiado bajo Conectar-desconectar Tensión contador Prealerta canal logarítmico Flujo demasiado alto Falla alta tensión Falla equipo canal lineal Conmutar canal lineal Flujo demasiado alto Canal lineal Temperatura reactor Demasiado baja Dosis gamma Demasiado alta Falla monitor gamma Temperatura reactor Demasiado alta Monitor gamma Indicador temperatura Tubo BF 3 Cámaras no compensadas Tubo halógeno Termo resistencia Si falla el canal lineal de marcha se produce SCRAM TOTAL

Instrumentación Nuclear, Alarmas y Scrams Relé Preampl. Ampl. De Impulsos Integrador Logarítmico Integrador Logarítmico Integrador Logarítmico Multiplicación Muy alta Regis- trador Ampl. Logarítmico Ampl. Lineal Fuente Alta Tensión Indicación Tasa de Crecimiento Regis- trador Flujo demasiado bajo Conectar-desconectar Tensión contador Prealerta canal logarítmico Flujo demasiado alto Falla alta tensión Falla equipo canal lineal Conmutar canal lineal Flujo demasiado alto Canal lineal Temperatura reactor Demasiado baja Dosis gamma Demasiado alta Falla monitor gamma Temperatura reactor Demasiado alta Monitor gamma Indicador temperatura Tubo BF 3 Cámaras no compensadas Tubo halógeno Termo resistencia Si se supera el 70% del indicador del canal lineal, se enciende una ALARMA sonora de advertencia, indicando al operador que el instrumento se acerca al 100% de la escala.

Instrumentación Nuclear, Alarmas y Scrams Relé Preampl. Ampl. De Impulsos Integrador Logarítmico Integrador Logarítmico Integrador Logarítmico Multiplicación Muy alta Regis- trador Ampl. Logarítmico Ampl. Lineal Fuente Alta Tensión Indicación Tasa de Crecimiento Regis- trador Flujo demasiado bajo Conectar-desconectar Tensión contador Prealerta canal logarítmico Flujo demasiado alto Falla alta tensión Falla equipo canal lineal Conmutar canal lineal Flujo demasiado alto Canal lineal Temperatura reactor Demasiado baja Dosis gamma Demasiado alta Falla monitor gamma Temperatura reactor Demasiado alta Monitor gamma Indicador temperatura Tubo BF 3 Cámaras no compensadas Tubo halógeno Termo resistencia Si se supera el 100% del indicador del canal lineal se produce SCRAM TOTAL.

Instrumentación Nuclear, Alarmas y Scrams Relé Preampl. Ampl. De Impulsos Integrador Logarítmico Integrador Logarítmico Integrador Logarítmico Multiplicación Muy alta Regis- trador Ampl. Logarítmico Ampl. Lineal Fuente Alta Tensión Indicación Tasa de Crecimiento Regis- trador Flujo demasiado bajo Conectar-desconectar Tensión contador Prealerta canal logarítmico Flujo demasiado alto Falla alta tensión Falla equipo canal lineal Conmutar canal lineal Flujo demasiado alto Canal lineal Temperatura reactor Demasiado baja Dosis gamma Demasiado alta Falla monitor gamma Temperatura reactor Demasiado alta Monitor gamma Indicador temperatura Tubo BF 3 Cámaras no compensadas Tubo halógeno Termo resistencia Si se supera el límite de 80 impulsos por segundo en el medidor de radiación gamma se produce SCRAM PARCIAL (solamente las barras se posicionan junto al núcleo).

Instrumentación Nuclear, Alarmas y Scrams Relé Preampl. Ampl. De Impulsos Integrador Logarítmico Integrador Logarítmico Integrador Logarítmico Multiplicación Muy alta Regis- trador Ampl. Logarítmico Ampl. Lineal Fuente Alta Tensión Indicación Tasa de Crecimiento Regis- trador Flujo demasiado bajo Conectar-desconectar Tensión contador Prealerta canal logarítmico Flujo demasiado alto Falla alta tensión Falla equipo canal lineal Conmutar canal lineal Flujo demasiado alto Canal lineal Temperatura reactor Demasiado baja Dosis gamma Demasiado alta Falla monitor gamma Temperatura reactor Demasiado alta Monitor gamma Indicador temperatura Tubo BF 3 Cámaras no compensadas Tubo halógeno Termo resistencia En caso que se produzca una falla en el monitor gamma, se produce un SCRAM PARCIAL.

Instrumentación Nuclear, Alarmas y Scrams Relé Preampl. Ampl. De Impulsos Integrador Logarítmico Integrador Logarítmico Integrador Logarítmico Multiplicación Muy alta Regis- trador Ampl. Logarítmico Ampl. Lineal Fuente Alta Tensión Indicación Tasa de Crecimiento Regis- trador Flujo demasiado bajo Conectar-desconectar Tensión contador Prealerta canal logarítmico Flujo demasiado alto Falla alta tensión Falla equipo canal lineal Conmutar canal lineal Flujo demasiado alto Canal lineal Temperatura reactor Demasiado baja Dosis gamma Demasiado alta Falla monitor gamma Temperatura reactor Demasiado alta Monitor gamma Indicador temperatura Tubo BF 3 Cámaras no compensadas Tubo halógeno Termo resistencia Si produce SCRAM TOTAL si la temperatura del núcleo supera los 36 ºC

Instrumentación Nuclear, Alarmas y Scrams Relé Preampl. Ampl. De Impulsos Integrador Logarítmico Integrador Logarítmico Integrador Logarítmico Multiplicación Muy alta Regis- trador Ampl. Logarítmico Ampl. Lineal Fuente Alta Tensión Indicación Tasa de Crecimiento Regis- trador Flujo demasiado bajo Conectar-desconectar Tensión contador Prealerta canal logarítmico Flujo demasiado alto Falla alta tensión Falla equipo canal lineal Conmutar canal lineal Flujo demasiado alto Canal lineal Temperatura reactor Demasiado baja Dosis gamma Demasiado alta Falla monitor gamma Temperatura reactor Demasiado alta Monitor gamma Indicador temperatura Tubo BF 3 Cámaras no compensadas Tubo halógeno Termo resistencia Si produce SCRAM TOTAL si la temperatura del núcleo Es inferior a los 16 ºC