НИИТФА: Научно-Исследовательский Институт

Приборы анализа состава материалов любых веществ

Для определения состава веществ в дополнение к методам химического анализа широкое применение получили физико-химические и физические методы анализа. Многие из этих методов и аппаратура для их осуществления разрабатываются в НИИТФА. Особенно большое развитие в институте получили рентгенорадиометрический, рентгенофлуоресцентный, нейтронный и гамма-активационный методы анализа, а также масс-спектрометрия.

Исследования, проводимые в этой области, носят ярко выраженный прикладной характер, направленный на создание методов, приборов и комплексов аппаратуры, которая находит основное применение в горнодобывающей и горно-перерабатывающей промышленности, геологии, металлургии, в атомной энергетике и промышленности.

Рентгенорадиометрический метод, основанный на возбуждении атомов анализируемых элементов с помощью первичного излучения от радиоактивного нуклида, является одним из наиболее распространенных ядерно-физических методов анализа.

Простота, малые габариты и сравнительно невысокая стоимость аппаратуры в сочетании с достаточной для многих практических задач чувствительностью рентгенорадиометрического метода, позволяют использовать его для массового и многоэлементного экспрессного анализа технологических или геологических проб, анализа пород и руд в естественном залегании, автоматического контроля технологических продуктов в потоке, контроль выгорающего поглотителя в ядерном топливе. Все эти направления получили широкое развитие в НИИТФА.

В институте разработана и серийно выпускается также аппаратура для рентгенофлуоресцентного анализа с использованием портативных рентгеновских излучателей, которая обеспечивает достижение более высокой чувствительности анализа. Рентгенофлуоресцентный метод является одним из наиболее перспективных. Приборы, созданные на основе этого метода, незаменимы при анализе химического состава металлов и сплавов, руд и концентратов, а также в экологии.

При обработке результатов рентгенорадиометрического и рентгенофлуоресцентного анализа большое значение имеет правильная расшифровка спектров излучения, учет мешающего влияния других элементов. Поэтому в институте созданы специальные методы и программы обработки спектров с использованием персональных компьютеров. Разрабатываются методические приемы, основанные на различных физических принципах, для исключения мешающего влияния матрицы.

На различных предприятиях и экспедициях работает несколько сот аналитических приборов различного типа, разработанных в НИИТФА.

НИИТФА является головным институтом в отрасли по созданию специализированных отраслевых масс-спектрометрических систем для контроля различных материалов в ядерном топливном цикле, в том числе в газообразных и твердых продуктах уранового и смешанного топлива, контролю примесей в продуктах.

Основной задачей в этой области является создание масс-спектрометра для анализа изотопного состава урана, плутония и МОХ-топлива в твердой фазе, в том числе модификации для работы в условиях размещения оборудования в зональной планировке, что предусмотрено отраслевой целевой программой «Разработка специализированного масс-спектрометрического оборудования и организация его выпуска для оснащения предприятий отрасли приборами нового поколения и создание импортозамещающего производства масс-спектрометров в РФ». Эта работа проводится на конструктивной базе масс-спектрометра МТИ-350Г для анализа изотопного состава урана в газовой фазе, который с 2003 г. запущен в серийное производство.

Институт продолжает разработку новых методов и аппаратуры для пассивного контроля обогащения ядерного топлива в твэлах новых типов в условиях меняющегося изотопного состава урана, в том числе при использовании РТ топлива и топлива с выгорающим поглотителем, а также разработку и изготовление установок нового поколения для контроля сплошности топливного столба и качества снаряжения твэлов. Продолжается разработка рентгенорадиометрической аппаратуры для определения выгорающего поглотителя нейтронов на основе редкоземельных элементов (Gd, Er) в порошках и таблетках уранового ядерного топлива.

Широкое применение находят приборы для контроля урана в технологических продуктах на различных этапах ядерного топливного цикла.

Ведется создание новых модификаций приборов для контроля параметров твэлов действующих реакторов, таких как ВВЭР-440, ВВЭР-1000, БН-600. Будут созданы новые модификации приборов для контроля давления гелия в твэле, загрязненности поверхности твэла, плотности топливных таблеток и контроля качества снаряжения твэлов. Намечено продолжение поставок этих приборов на предприятия-изготовители твэлов в процессе их производства для реакторов типа ВВЭР-1500 и БН-800.