FORMATING SPECIALISTS RP10 NUCLEAR REACTOR

DR.AGUSTÍN ZÚÑIGA GAMARRA
Sao Paulo, 11-22 september de 2017
azuniga@ipen.gob.pe
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
OficinaTécnica
de la Autoridad
Nacional
4Technical
Directions
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 Irradiación A. 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 pool
Posicion
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 de
investigación 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 54
Análisis por activación
neutrónica
125
54
Producción de radioisótopos 94 45
Irradiación de materiales 75 29
Radiografía neutrónica 71 40
Dispersión de neutrones 50 33
Transmutación (dopado de
silicio)
31
20
Geocronología 25 21
Terapia por captura de
neutrones en boro (incluyendo
investigación y desarrollo)
23
13
Transmutación (gemas) 22 13
Otros (b) 126 31
(a) De los 273 reactores de investigación considerados, 248 estuvieron operativos, 15
en 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 data
nuclear; y turismo para público y seminarios. Fuente: IAEA Base de datos de reactores
de 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.

 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).

 Neutrography
Obtención de una Neutrografía
Sistema de Neutrografía
Comparación entre las imágenes de una
válvula de gas obtenidas por dos técnicas
diferentes
Colimador
Blindaje de recinto
Blindaje de haces
Sistema automático de
colocación de muestras

Neutron dosis in thermal colum
Distancia (cm)
0 50 100 150 200
Flujos(neutrones/cm2s)
1e+1
1e+2
1e+3
1e+4
1e+5
1e+6
1e+7
1e+8
1e+9
1e+10
Térmico
Epitérmico
Rápido
Ajuste Exponencial
Ajuste Exponencial
Ajuste Exponencial

Difracción de neutrones
VISTA ISOMETRICA
ANGULO DE GIRO DE LA
ESTRUCTURA CORRESPONDIENTE
AL SEGUNDO EJE ES 60°
ANGULO DE GIRO DEL
BLINDAJE- 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 10112
Program of Formation in PERU

Problem
No 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
infraestructura
para 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
infraestructura
articulada 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
RNI
Incrementó 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 sostenible
de 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 el
OIEA que puedan ser usados para capacitar a nuevos
cuadros en O, M, U

TopicT (ReactorTheory) Contributing partners
ModuleT1 - Introduction to nuclear and neutron physics Chile
ModuleT2 – Introduction to radioprotection Jamaica
ModuleT3 - Introduction to reactor physics Colombia
ModuleT4 – Reactor kinetics and dynamics Argentina
ModuleT5 –Thermal-hydraulics of research reactor Argentina
ModuleT6 – Reactor safety analysis Chile
TopicT (ReactorTheory) Contributing partners
Module R1 – Research reactors IAEA, México
Module R2 – RR utilization and experimental facilities IAEA, Peru
Module R3 – Research reactor fuels IAEA, Peru
Module R4 – RR I&C (includes associated detectors) México
Module R5 – Radiation protection equipment IAEA, México
Module R6 – Cooling and connecting systems Argentina
Module R7 – Buildings and structures (includes ventilation) Brazil
Module R8 – Electrical systems Brazil
Module R9 – Auxiliary systems Brazil
Module R10 – Radioactive waste management IAEA, Brazil
Temario para la la formación de OMI propuesto en el
Proyecto – RLA 1012

Expositor: Agustín Zúñiga Gamarra
azuniga@ipen.gob.pe
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 RNI
2. Education and training
3. Neutron Activation Analysis
4. Production of radioisotopes
5. Neutron radiography and tomography
6. Boron Neutron CaptureTherapy
7. Transmutations
8. Geochronology
9. Material structure studies
10. Testing of materials and fuel
11. Other apps
12. 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?
Teoría
Práctica
Específica
Universidad
Técnico
Puesto / Cargo
Competencia
s
+
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
1
Fundamentos de física nuclear
6 6
21, 22, 23 agosto (9 a 12).
Lab (14 a 15)
Agustin Zuñiga y Rubén
Bruna
2
Protección radiológica
6 3
18, 19 setiembre (9a 12).
Lab (14 a 15)
Mariano Vela y
Alejandro Zapata
3
Física de reactores nucleares
6 6
4,5,6 setiembre (9 a 12).
Lab (14 a 15).
Agustin Zuñiga y Rubén
Bruna
4
Fundamentos de ingeniería del reactor
y seguridad del reactor
8 3
11, 12, 13 setiembre (9 a
12). Lab (14 a 15)
Roberto Gios y Rolando
Arrieta
5
Preparación de emergencias
4 4 3
18, 19 setiembre (9a 12).
Lab (14 a 15). 20
setiembre EVAL (9 a 12)
Mariano Vela, Carlos
Gayoso y Alejandro
Zapata
6
Energía liberada y termo hidráulica
8 4
25,26 setiembre (9 a
12). Lab (14 a 15)
German Cáceres y
Alberto Gallardo
7
Operación de la instalación
8
27 set,2, octubre (9 a
12). Lab (14 a 15)
Arrieta
8
Ingeniería de instalaciones
8
3, 4 octubre (9 a 12). Lab
(14 a 15)
Arrieta
9
Instrumentación y control
4 4
9, 10, octubre (9 a 12).
Lab (14 a 15)
Emilio Veramendi y
Ricardo Ruiz
10
Seguridad ocupacional
3 3
11, 16 octubre (9 a 12).
Lab (14 a 15)
José Castro y Carlos
Gayoso
11
Materiales y química del reactor
4 4 3
17, 18 octubre (9 a 12).
Lab (14 a 15). EVAL 2 (10
a 12)
Constantino León y Ivan
Baviche y Angel Revilla
12
Aspectos regulatorios
3 3 3
23, 24 octubre (9 a 12).
Lab (14 a 15). EVAL 3 (10
a 12)
Gerardo Lázaro y Olger
Anaya
13
Aplicaciones de los RNI.
4 8
8, 9, 10 enero (9 a12).
Lab (14 a 15)
Agustin Zúñiga y Rubén
Bruna
14
Requisitos administrativos
4 3
15 enero (9 a 12). Lab (14
a 15). EVAL 4 (10 a 12)
Carlos Gayoso y Rolando
Arrieta
Total de horas 50 62 12
Total de horas 124

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:
azuniga@ipen.gob.pe

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