FORMATING SPECIALISTS RP10 NUCLEAR REACTOR

DR. AGUSTÍN ZÚÑIGA GAMARRASao Paulo, 11-22 september de 2017

[email protected]

EDUCATION AND TRAINING PROGRAM FOR NECESSARY STAFF FOR THE OPERATION OF THE "RP-10" NUCLEAR

REACTOR

Content

A. Zúñiga 2017Formation E&T2

Structure of IPEN Utilization of RP10-RP0 Formation of staff “RENU”

Structure of IPEN

RP10


ORGANIC STRUCTURE:

Alta Dirección

Dirección de Producción

Operación de Reactores Nucleares

Planta de Producción de

RI, RF

Dirección de Servicios

Dirección de Investigación

Dirección de Transferencia Tecnológica

Centro Superior de Estudios Nucleares

Oficina Técnica de la Autoridad

Nacional


4 TechnicalDirections

RP10, RP0

Regular Body

SITE RP10



containment


RP0


Public: 1982

Difusi: 2009

U3O8-Al : OXIDO U3SI2-Al : SILICIURO

Flujo térmico: 1.5 x 10E14 (Central)(Cálculo: núcleo 41)

Flujo térmico: 1.9 x 10E14 (central)( +3 posiciones similares al central anterior)


comparison of uranium oxide, uranium silicide

UTILIZATION

RP10, RPO


11

RP10

Experimental room

RP10 Dome

Potencia: 10 MW

Columna térmica

Haz de neutrografia

Tubo neumático

A. Zúñiga 2017Formation E&T

Consola del RP10

Boca de Tanque y Pileta Auxialiar

Núcleo Reactor

Posiciones de IrradiaciónA. Zúñiga 2017Formation E&T12

13

¿What the RP10 does?

Producción de Radioisótopos

Análisis por Activación Neutrónica

Educación y Entrenamiento

Ciencias Nucleares y Materiales

Radiografía Neutrónica

RP10

A. Zúñiga 2017Formation E&T


Main poolPosicion de EC en transito

Columna Termica

Haz de neutrografia

Haces radiales

Haz tangencial

El nucleo

RP10: 10MWRP0: 1W

RP10: 10MW

Uses : RP10 NUCLEAR REACTOR


Utilización de los reactores deinvestigación en la actualidad,

[3]

Tipo de aplicación

Número de reactores de investigación involucrados (a)

Número de estados miembros con la facilidades utilizadas

Educación y entrenamiento 172 54Análisis por activación neutrónica

12554

Producción de radioisótopos 94 45Irradiación de materiales 75 29Radiografía neutrónica 71 40Dispersión de neutrones 50 33Transmutación (dopado de silicio)

3120

Geocronología 25 21Terapia por captura de neutrones en boro (incluyendo investigación y desarrollo)

23

13

Transmutación (gemas) 22 13Otros (b) 126 31

(a) De los 273 reactores de investigación considerados, 248 estuvieron operativos, 15en parada temporal, 4 en construcción y 6 planeados.

(b) Otras aplicaciones incluyen: calibración y ensayo de instrumentos y dosimetría;experimentos de blindajes; experimentos de física de reactores; mediciones de datanuclear; y turismo para público y seminarios. Fuente: IAEA Base de datos de reactoresde investigación (marzo 2011) A. ZÚÑIGA A. Zúñiga 2017Formation E&T16

1FPW/Y

RP10: Underused


1FPW/Y


Nuclear activation analysis (NAA)1. Se preparan los estándares.

2. Se preparan las muestras.

3. Se irradian los estándares y muestras en el reactor nuclear.

4. Se mide la radiactividad inducida por espectrometría gamma.

5. Se procesan los espectros gamma y se hace el cálculo de resultados.

Elementos analizados por activación neutrónica

ELEMENTOS

Dy, Eu.Mn, In, Lu.Co, Rh, Ir, Br, Sm, Ho, Re, Au.Na, Ge, Sr, Nb, Sb, Cs, La, Yb, U, V,Cu, Ga,As, Pd, Ag, I, W.Al, Cl, K, Sc, Se, Gd, Hg, Ni, Rb, Cd,Te, Ba,Tb, Hf, Ta, Os, Pt, Th.P, Ti, Zn, Mo, Sn, Ce, Nd, Mg, Ca.F, Cr, Zr.Fe.

Aplicaciones del AAN

•Arqueología: cerámicos, vidrio,arcilla, huesos, etc.

•Ciencia ambiental: animales,aerosoles, agua, plantas, algas, suelos,etc.

•Geología y Geoquímica: carbón,petróleo, meteoritos, rocas, minerales,etc.

•Industria: materiales diversos.

•Medicina: tejidos humanos.A. Zúñiga 2017Formation E&T19

Gem Production

Ubicación en el reactor RP-10.

Portamuestras

Irradiación de cristales de topacio

Topacios Irradiados (a, b, c, d) y topacio natural (a, e).


NeutrographyObtención de una Neutrografía

Sistema de Neutrografía

Comparación entre las imágenes de una válvula de gas obtenidas por dos técnicas diferentes

ColimadorBlindaje de recinto

Blindaje de haces

Sistema automático de colocación de muestras


Neutron dosis in thermal colum

Distancia (cm)

0 50 100 150 200

Flu

jos

(neu

tro

nes/

cm2 s)

1e+1

1e+2

1e+3

1e+4

1e+5

1e+6

1e+7

1e+8

1e+9

1e+10

TérmicoEpitérmicoRápidoAjuste ExponencialAjuste ExponencialAjuste Exponencial


Difracción de neutronesVISTA ISOMETRICA

ANGULO DE GIRO DE LAESTRUCTURA CORRESPONDIENTEAL SEGUNDO EJE ES 60°

ANGULO DE GIRO DELBLINDAJE- DETECTOR ES DE 120°

PRIMER EJE

ESTRUCTURA

DE ENLACE

BLINDAJE - DETECTOR

CONTRAPESO

PORTAMUESTRA

PERFILES ROLADAS (GUIAS)

PLANCHA ESTRUCTURAL 1/4”

ESTRUCTURA ROLADA (ZONA SEGUNDO EJE)


Neutron difraction

Current installed capacity / use / production


CURRENT PPR PRODUCTION - 2014

Alambres de Ir-192


2011

2012

2013

796,164.23 mCi

808,527.65 mCi

1,024,178.52 mCi

AMOUNT OF RADIOFARMACOS SOLD (mCi) 2011-2013

PRODUCTO 2011 2012 2013

Tc-99m 609,339 622,930 820,956

Iodo-131 179,025 181,359 200,373

DOLOSAM 7,710 4,239 2,850

TOTAL, mCi 796,164 808,528 1,024,179



RPO - Utilization

Ver a profesores en el RP0

Ver una practica UNFV

Ver las publicaciones con el RP0

Visión ESTRATÉGICA en el RP0

Dosis en el RP0



Formation of personal RENU

Problem Project RLA 10112Program of Formation in PERU


ProblemNo new nuclear specialists are available (O, M, U)

operator, maintainer, user

teach budget Education ^ training

Student interes


Solution LT

Se disponen de nuevos especialistas nucleares (O, M, U)

Se dictan cursos sobre RNI en las U

Se dictan cursos sobre

RNI en el IPEN

Se dispone de presupuesto para renovación de O,

M, U

Se dispone de articulada

infraestructurapara preparación

de O, M, U

Se dispone de interés de la juventud

por materias de RNI

Disponibilidad de equipos de operación

El conocimiento se preserva

Plena seguridad

Pleno uso de los RNI

Cumplimiento del programa de mantenimiento

(preventivo y correctivo)

120 horas de operación

Cubre demanda

producción de RI

Atención a salud sociedad

A. Zúñiga 2017Formation E&T32 New nuclear specialists are available (O, M, U)

Solution ST:

Incrementó el número de nuevos especialistas

nucleares (O, M, U)

Se incrementó el dictado de cursos sobre RNI en las U

Se incrementó el dictado de cursos sobre

RNI en el IPEN

Incrementó el presupuesto para renovación de O,

M, U

Incrementó infraestructuraarticulada para

preparación de O, M, U

Incrementó interés de la juventud por materias de

RNI

Disponibilidad de equipos de operación

Incrementó la preservación del

conocimiento

Incrementó la seguridad

Incrementó el uso del

RNIIncrementó la realización del programa de mantenimiento

(preventivo y correctivo)

Incrementó las horas de operación

Pyto: RLA1012

TEC REHUCONT

Cubre demanda producción de RI

Atención a salud sociedad


Project RLA1012

“Developing a capacity building programme to ensure sustainable operation of nuclear research reactors through personnel training”

(“Programa para construir capacidades que aseguren la operación sosteniblede los reactores nucleares mediante el entrenamiento de personal”)

• Reunión de coordinación en LIMA (marzo, 2016)• Taller en REP. CHECA (octubre, 2016)

Disponer un programa (contenidos) validado por elOIEA que puedan ser usados para capacitar a nuevoscuadros en O, M, U


TopicT (Reactor Theory) Contributing partners

ModuleT1 - Introduction to nuclear and neutron physics ChileModuleT2 – Introduction to radioprotection JamaicaModuleT3 - Introduction to reactor physics ColombiaModuleT4 – Reactor kinetics and dynamics ArgentinaModuleT5 –Thermal-hydraulics of research reactor ArgentinaModuleT6 – Reactor safety analysis Chile

TopicT (Reactor Theory) Contributing partners

Module R1 – Research reactors IAEA, México Module R2 – RR utilization and experimental facilities IAEA, PeruModule R3 – Research reactor fuels IAEA, Peru

Module R4 – RR I&C (includes associated detectors) MéxicoModule R5 – Radiation protection equipment IAEA, MéxicoModule R6 – Cooling and connecting systems ArgentinaModule R7 – Buildings and structures (includes ventilation) BrazilModule R8 – Electrical systems BrazilModule R9 – Auxiliary systems BrazilModule R10 – Radioactive waste management IAEA, Brazil

Temario para la la formación de OMI propuesto en el Proyecto – RLA 1012


Expositor: Agustín Zúñiga [email protected]

INSTITUTO PERUANO DE ENERGIA NUCLEAR - IPEN

Dirección de Producción

Subdirección de Reactores Nucleares

Huarangal, Diciembre de 2016


SUMMARY


The usual applications of nuclear research reactors (RRs) in the world are summarized.Their use will depend on the interest of the country, the reactor power level, the instruments available and the capacity of the personnel available.The purpose is for students directly involved in the operation, maintenance and use of reactors to understand the fundamentals of these uses and the experimental and instrumental support required.In that sense it is presented for each application its foundation and basic instruments.

Content


1. Introduction to the use of RNI2. Education and training3. Neutron Activation Analysis4. Production of radioisotopes5. Neutron radiography and tomography6. Boron Neutron Capture Therapy7. Transmutations8. Geochronology9. Material structure studies10. Testing of materials and fuel11. Other apps12. References

Document for formation of O, M, U

– RP10


OBJECTIVE.Establish a theoretical and practical training program for the nuclear reactor personnel (RENU), both beginner and senior, who are oriented towards obtaining and revalidating the individual license of the personnel required for the operation (Supervisor, Operator, Radio- Protection and Maintainer) of the nuclear reactor "RP-10.

How do you form an: O, M, U?

TeoríaPráctica

Específica

Universidad

Técnico

Puesto / Cargo

Competencias

+

Licencia

Práctica Trabajo

+

(1 a 2)

(3 a 6)

(1 a 2) (1 a 2)

Bach. Master Operador Op. + Usuarios Op. + Usuarios

Nacional

Internacional (IAEA)


IAEA Proposal: Systematic Aproach of Training (SAT)



43A. Zúñiga 2017Formation E&T43





Entrenamiento FORMAL (aulas)

Entrenamiento PRACTICO (laboratorio, trabajo)

Adquirir AMPLIA EXPERIENCIA



Duration



Hands-on training courses: practice

Flujo de neutrones

Coeficiente de vacío

Reactividad por periodo

Criticidad


Exceso reactividad

Reactividad EECC posiciones

Coeficiente por temperatura

Calibración en potencia

Medición de flujo neutrónico con CIC

Medición de flujo neutrónico con C. Fisión

Medición de flujo neutrónico con SPND


Aplications of RR



Formation E&T 56A. Zúñiga 2017

Needs


Competences



Courses


Initianting


Contents



Times



MATERIAS TEORIA PRACTICA EVALUACIÓN Dias Profesor

1Fundamentos de física nuclear

6 621, 22, 23 agosto (9 a 12). Lab (14 a 15)

Agustin Zuñiga y Rubén Bruna

2Protección radiológica

6 318, 19 setiembre (9a 12). Lab (14 a 15)

Mariano Vela y Alejandro Zapata

3Física de reactores nucleares

6 64,5,6 setiembre (9 a 12). Lab (14 a 15).

Agustin Zuñiga y Rubén Bruna

4Fundamentos de ingeniería del reactor y seguridad del reactor

8 311, 12, 13 setiembre (9 a 12). Lab (14 a 15)

Roberto Gios y Rolando Arrieta

5Preparación de emergencias

4 4 318, 19 setiembre (9a 12). Lab (14 a 15). 20 setiembre EVAL (9 a 12)

Mariano Vela, Carlos Gayoso y Alejandro Zapata

6Energía liberada y termo hidráulica

8 425,26 setiembre (9 a 12). Lab (14 a 15)

German Cáceres y Alberto Gallardo

7Operación de la instalación

827 set,2, octubre (9 a 12). Lab (14 a 15)


8Ingeniería de instalaciones

83, 4 octubre (9 a 12). Lab (14 a 15)


9Instrumentación y control

4 49, 10, octubre (9 a 12). Lab (14 a 15)

Emilio Veramendi y Ricardo Ruiz

10Seguridad ocupacional

3 311, 16 octubre (9 a 12). Lab (14 a 15)

José Castro y Carlos Gayoso

11Materiales y química del reactor

4 4 317, 18 octubre (9 a 12). Lab (14 a 15). EVAL 2 (10 a 12)

Constantino León y Ivan Baviche y Angel Revilla

12Aspectos regulatorios

3 3 323, 24 octubre (9 a 12). Lab (14 a 15). EVAL 3 (10 a 12)

Gerardo Lázaro y Olger Anaya

13Aplicaciones de los RNI.

4 88, 9, 10 enero (9 a12). Lab (14 a 15)

Agustin Zúñiga y Rubén Bruna

14Requisitos administrativos

4 315 enero (9 a 12). Lab (14 a 15). EVAL 4 (10 a 12)

Carlos Gayoso y Rolando Arrieta

Total de horas 50 62 12Total de horas 124

Senior


Senior


Senior



Content


Parte I (Criticidad)

Reacción en cadena

La fórmula de los 4 factores

Factores de multiplicación

Reactividad y efectos del moderador, reflector y refrigerante;

Neutrones prontos y retardados (impacto en el control del reactor);

Neutrones retardados y fracciones de neutrones retardadas;

Aproximación a la criticidad;

Definiciones de “crítico” y “prompt crítico”;

Parte II (Flujo neutrónico)

Flujo de neutrones cerca al crítico o prompt crítico;

Período estable y tasa relativa de cambio de flujo;

Definiciones de "estacionario", "transitorio" y "comportamiento de transición";

Flujo de neutrones y la potencia del reactor;

Medición del flujo neutrónico;

Cambios en la densidad del moderador y del reflector sobre el flujo de neutrones;

Distribución del flujo neutrónico sobre el;

Parte III (Reactividad)• Reactividad por temperatura;• Coeficientes de reactividad y el

consumo de combustible; • Comportamiento del reactor

crítico y subcrítico en los distintos rangos de potencia;

• Envenenamiento por xenón • Control de reactores,

absorbedores quemables y elementos de control ;

• Monitoreo del comportamiento del reactor subcrítico o crítico;

• Fuente de neutrones (propósito y efecto);

• Balance de reactividad (tratamiento cualitativo), exceso de reactividad y margen de parada;

• Conducción de experimentos de criticidad

Parte IV (Ejercicios)

Iniciating personal


Laboratories



Evaluation


Teachers evaluation


Certificate per materia


Nuclear Characteristics

A.Zuñiga 2017Fisica de Reactores77

Critical Aproach


Neutron Distributions


Reactivity



FIN:

[email protected]
