Радіаційна стійкість обладнання ядерних енергоустановок

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.advisorСахно, Віктор Іванович
dc.contributor.authorОстапенко, Іван Анатолійович
dc.date.accessioned2026-06-01T08:35:40Z
dc.date.available2026-06-01T08:35:40Z
dc.date.issued2026
dc.description.abstractОстапенко І. А. Радіаційна стійкість обладнання ядерних енергоустановок. – На правах рукопису. Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.14.14 – Теплові та ядерні енергоустановки. Інститут ядерних досліджень Національної академії наук України та Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Київ, 2026. Дисертаційна робота присвячена підвищенню достовірності оцінки радіаційної стійкості обладнання ядерних енергоустановок на прикладі кабельної продукції систем, важливих для безпеки. Показано обмеженість традиційних кваліфікаційних випробувань із використанням ізотопних γ-джерел, які не повністю відтворюють змішаний β–γ характер аварійних полів і ефекти високої потужності дози. Обґрунтовано застосування лінійного прискорювача електронів для проведення прискорених випробувань у керованому змішаному β–γ полі. Розроблено та апробовано методику формування такого поля, удосконалено систему контролю потужності дози, створено і валідовано модель реакційної камери (TOPAS, GEANT4). Експериментально встановлено особливості деградації полімерної ізоляції кабелю РК 75-9-13 та вищу стійкість кабелю з мінеральною ізоляцією. Запропоновано функціональний критерій втрати ізоляційної здатності за струмом витоку (1 мкА при 2 кВ) і визначено критичну потужність дози для полімерного кабелю. Результати можуть бути використані для вдосконалення програм кваліфікації обладнання АЕС та оцінювання ресурсу кабельної продукції.
dc.description.abstractotherOstapenko I. A. Radiation Resistance of Nuclear Power Plant Equipment. — Qualifying scientific work as a manuscript. Dissertation for the degree of Candidate of Technical Sciences in specialty 05.14.14 — Thermal and Nuclear Power Installations. Institute for Nuclear Research National Academy of Sciences of Ukraine and National Technical University of Ukraine “Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute”, Kyiv, 2026. The dissertation addresses an important scientific and technical problem of improving the reliability of the assessment of radiation resistance of nuclear power plant (NPP) equipment, using safety-related cable systems as a case study. The work demonstrates that conventional qualification approaches based mainly on isotopic γ-sources do not fully reproduce the actual conditions of accident irradiation inside reactor containments, as they do not adequately account for the mixed β–γ nature of the radiation field and the effects of high dose rates. The study includes an analysis of the regulatory and scientific–methodological framework for NPP equipment qualification, an investigation of the formation conditions of accident radiation fields in the containment of VVER reactor plants, and a substantiation of the use of a linear electron accelerator for accelerated testing in a controlled mixed β–γ field. A methodology for generating such a field using an accelerator-based irradiation facility has been developed and experimentally validated. In addition, the dose-rate measurement and control system under high-intensity, including pulsed irradiation conditions, has been improved, and a comprehensive model of the irradiation chamber has been developed and validated using the TOPAS Monte Carlo code. A two-stage scheme for the formation of the mixed β–γ radiation field has been proposed and implemented, based on electron beam conversion into bremsstrahlung followed by spatial and spectral conditioning of the radiation field within the irradiation chamber. The developed approach ensures controllable variation of radiation parameters, including dose rate, particle composition, and energy distribution, enabling a more realistic simulation of accident conditions. The experimental setup provides flexibility for testing various types of cable products under representative high-dose-rate scenarios. Experimental studies were carried out for an RK 75-9-13 coaxial cable with polyethylene insulation and for a cable with mineral insulation. It was demonstrated that, for polymer insulation under intense irradiation, both radiation-induced conductivity and cumulative degradation mechanisms are significant, while in the dose-rate range of approximately 130–160 kGy/h a transition occurs to a regime dominated by irreversible degradation processes. In contrast, cables with mineral insulation exhibit significantly higher radiation resistance and much less pronounced irreversible effects within the investigated dose-rate range. The validated computational model of the irradiation chamber enables detailed analysis of dose distribution non-uniformity, secondary radiation effects, and energy deposition profiles in cable materials. This provides a basis for correlating accelerated test conditions with real accident scenarios in reactor containments and supports the optimization of irradiation regimes. The model can also be used as a predictive tool in the design of qualification procedures. A functional criterion for the loss of insulating capability based on leakage current at a test voltage of 2 kV has been proposed. The critical level is defined as a leakage current of 1 μA, corresponding to an equivalent insulation resistance of 2 × 109 Ω for a 5 m sample. For the RK 75-9-13 cable, the critical dose rate corresponding to the functional insulation failure criterion has been determined, whereas for the cable with mineral insulation no critical condition was reached within the investigated dose-rate range up to 300 kGy/h. The scientific novelty of the results lies in substantiating and implementing an approach to accelerated qualification testing of cable products in a controlled mixed β–γ radiation field, developing a two-stage scheme for its formation, improving the methodology of dose-rate measurement and control under high-intensity irradiation, developing and validating a Monte Carlo model of the irradiation chamber, and proposing a physically justified functional criterion for insulation failure based on leakage current. The practical significance of the work lies in its applicability to improving NPP equipment qualification programs, enhancing the reliability of radiation resistance assessment, optimizing testing procedures, evaluating the residual life of cable products, and supporting decision-making on life extension and replacement planning for cable systems during long-term operation of nuclear power units.
dc.format.extent24 с.
dc.identifier.citationОстапенко, І. А. Радіаційна стійкість обладнання ядерних енергоустановок : автореф. дис. … канд. техн. наук. : 05.14.14 - Теплові та ядерні енергоустановки / Остапенко Іван Анатолійович. – Київ, 2026. – 24 с.
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/81379
dc.language.isouk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорського
dc.publisher.placeКиїв
dc.subjectядерна енергоустановка
dc.subjectатомна електростанція
dc.subjectбезпека АЕС
dc.subjectрадіаційна стійкість
dc.subjectкваліфікація обладнання
dc.subjectкабельна продукція
dc.subjectкабельна ізоляція
dc.subjectзмішане β–γ поле
dc.subjectпотужність дози
dc.subjectструм витоку
dc.subjectлінійний прискорювач електронів
dc.subjectМонте-Карло
dc.subjectTOPAS
dc.subjectGEANT4
dc.subjectnuclear power plant
dc.subjectNPP safety
dc.subjectradiation resistance
dc.subjectequipment qualification
dc.subjectcable products
dc.subjectcable insulation
dc.subjectmixed beta-gamma field
dc.subjectdose rate
dc.subjectleakage current
dc.subjectlinear electron accelerator
dc.subjectMonte-Carlo
dc.subject.udc621.039
dc.titleРадіаційна стійкість обладнання ядерних енергоустановок
dc.title.alternativeRadiation Resistance of Nuclear Power Plant Equipment
dc.typeThesis

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
Ostapenko_aref.pdf
Розмір:
1.42 MB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
8.98 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Автореферати (АЕ)
Автореферати (вільний доступ)