ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения научно-исследовательской работы.

При анализе и расчете защитной способности многослойной ограждающей конструкции, включающей внутреннюю металлоизоляцию и поверхностную обваловку грунтом и получившей локальное комплексное трехфакторное воздействие, а именно: радиационная нагрузка (ИИ), электрическое поле (ЭМИ) и короткоимпульсная ударная механическая нагрузка (Р _Д) - одно из приоритетных и доминирующих значений результатов подобного воздействия. Для прогнозирования дальнейших оставшихся эксплуатационных качеств аварийной защиты, приобретает величина добавочного импульса ИИ, появившегося за ней в период скоростного динамического наложения последующего фактора, воздействия на предыдущий, и характер распределения его.

Основные особенности данного экспериментального способа.

1. Рассматривается только однократное, локальное, последовательное и комплексное (условное одновременное) воздействие трех факторов на многослойную защиту в различных сочетаниях.

2. Плотность грунта обваловки соответствует плотности суглинка или супеси в естественном состоянии с травяным покровом, а толщина обваловки соотнесена с толщиной бетонной защиты с металлоизоляцией в пределах от 1-5 до 1-10.

3. Необходимо соблюдать принцип чистоты эксперимента. Суть его заключается в строгом определении величины короткоимпульсной локальной ударной механической нагрузки (Р _Д), на многослойную защитную конструкцию, при которой не возникает явление откола на противоположной грани образца, а также не появляются деформации (магистральные трещины), предшествующие началу его.

Суть предложенного способа заключается в следующем. Между источником ИИ типа РУП-200…(РАП 300…) или более мощным и бетонными образцами с металлоизоляцией и поверхностной обваловкой помещают сплошную стальную пластину, жестко закрепленную на определенном расстоянии от моноблока источника ИИ, с заранее заданной и экспериментально проверенной величиной поглощения ею потока ИИ. Данная пластина одновременно защищает моноблок рентген-аппарата от взрывных продуктов и ударной волны, возникающей при воздействии короткоимпульсной ударной механической нагрузки в процессе проведения эксперимента. Эта пластина одновременно является электродом для подачи импульса высокого напряжения. Вторым электродом на каждом образце является металлоизоляция, которая заземляется. За каждым подготовленным к испытанию образцом, моделирующим многослойную защиту, перед началом его просветки устанавливается обыкновенный или скоростной пленочный дозиметр и проводится эксперимент в четыре этапа в следующей последовательности.

I этап. Каждый образец всей данной конструкции просвечивается. Просветка каждого образца осуществляется дважды, соответственно со сменой пленочных дозиметров, при одинаковых параметрах ИИ и равных расстояниях от моноблока рентген-установки до испытываемого образца. Однако во втором случае между моноблоком и испытываемым образцом помещают свинцовую пластину со сквозными отверстиями диаметром 8-12 мм, а толщина ее равна соответственно величине при полном поглощении ею данного потока ИИ. Отверстия расположены по концентрическим окружностям пятна просветки и на равных расстояниях друг от друга как по длине окружности, так и по диаметру пятна просветки. Количество определяется необходимой точностью контрольного построения объемных графиков распределения величин доз ИИ по всему пятну просветки и по всей толщине многослойной защиты. По окончании просветки пленочные дозиметры обрабатываются, включая и контрольные облученные через свинцовую пластину с отверстиями, и с них снимаются показания доз ИИ в строго фиксированных точках. Строятся графики зависимости доз Р _i в этих точках от толщины обсушки и самой бетонной конструкции с металлоизоляцией и от параметров ИИ. На первом этапе толщина образцов, включая и толщину поверхностной обваловки, является величиной постоянной.

II этап. Каждый образец всей данной серии снова просвечивается источником ИИ в совокупности с воздействием на них электрического поля ЭМИ строго определенных параметров. При этом используется только тонкая сплошная стальная пластина, являющаяся одним из электродов для создания электрического поля ЭМИ. После обработки пленочных дозиметров с них снимают показания и строят графики доз Р i в тех же, строго фиксированных точках, в зависимости от параметров потока ИИ и электрического поля ЭМИ. Во втором этапе толщина и общая толщина самой защиты является также величиной постоянной.

III этап. - Основной. На каждый образец всей серии, за исключением контрольных, воздействуют локальной, короткоимпульсной ударной механической нагрузкой с соблюдением принципиального условия данного эксперимента. Каждый образец, находящийся под моноблоком рентген-аппарата после воздействия Р _Д просвечивается источником ИИ с одновременным воздействием ЭМИ строго определенных параметров. Пленочные дозиметры по окончании эксперимента обрабатываются, с них снимаются показания доз Р _i за защитой, в тех же фиксированных точках, что и в предыдущих этапах. Строят графики зависимости толщиной многослойной конструкции и ее отдельных слоев каждого образца от параметров воздействия ИИ, ЭМИ и РД, Н i - толщина защиты в целом; hi (б) - толщина бетона; hi (о) - толщина обсыпки; hi (м) - толщина металлоизоляции - величина постоянная. Полученные графики анализируются, строят окончательный, самый неблагоприятный для аварийной защиты, на прохождение через нее потока ИИ при последовательном трехфакторном воздействии в зависимости от толщины грунтовой обсыпки, толщины самой бетонной конструкции, толщины металлоизоляции в характерных точках, а также от параметров ИИ, ЭМИ и Р _Д за аварийной защитой.

IV этап. - Заключительный. Используется автоматическое реле времени, позволяющее включать сразу три фактора воздействия на образцы так, чтобы в комплексе у всех и у каждого в отдельности была одновременная максимальная величина действия на данную конструкцию. Так для действия локальной механической короткоимпульсной ударной нагрузки - это максимальная величина раскрытия трещин в зоне упругих, упругопластических и пластических деформаций в глубине бетона под воронкой разрушения, так и вокруг нее в этот же период времени значения параметров электрического поля ЭМИ должно быть максимальным. Величина параметров ИИ в этот период должна быть в соответствии с планируемой или быть постоянной или же в период условно одновременного максимального комплексного воздействия всех трех факторов достигать своего экстремального планируемого значения. Пленочные дозиметры после проведения IV этапа данного эксперимента обрабатываются: с них снимаются показания доз P _i и строят графики в зависимости от толщины обваловки (обсыпки) и толщины бетонной конструкции каждого образца H _i в заранее заданных характерных точках в зависимости от параметров ИИ, ЭМИ, P_Д за аварийной защитой.

Меняя толщину обсыпки, экспозицию воздействия ИИ и ЭМИ, а также последовательность действия трех факторов или их сочетания строят графики прохождения доз Р _iчерез аварийную защиту в месте ее повреждения, в фиксированных точках воронки разрушения и вокруг нее, в зависимости от величины параметров трех факторов компле5ксного условно-одновременного локального (точечного) воздействия. Полученные графики анализируются, строят окончательный, самый неблагоприятный для аварийной защиты, на прохождения через нее потока ИИ, при комплексном одновременном трехфакторном воздействии в зависимости от толщины грунтовой обсыпки, толщины самой бетонной конструкции, толщины металлоизоляции в характерных точках, а также от параметров ИИ, ЭМИ и Р _Д за аварийной защитой.