BLAUMANN pdf

REACTOR RA-10
Herman Blaumann
Comisión Nacional de Energía Atómica
X Congreso Regional Latinoamericano IRPA de Protección y Seguridad Radiológica
X Congreso Argentino de Protección Radiológica
VI Congreso Iberoamericano de Sociedades de Protección Radiológica
12 al 17 de Abril de 2015, Buenos Aires, Argentina
Tecnología nacional de vanguardia al servicio de
la salud y la ciencia
Contenidos
 Bases e Introducción
 El Proyecto RA-10 y sus Productos
 El Reactor RA-10 y su Performance
 Proyectos Relacionados
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la salud y la ciencia
BASES E INTRODUCCIÓN
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la salud y la ciencia
Justificación
 Proveer al oportuno reemplazo del reactor RA-3.
 Aprovechar la oportunidad del contexto-país,
capitalizando la experiencia-país en el tema.
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la salud y la ciencia
Objetivos
 Incrementar la producción de radioisótopos para sostener
la demanda futura a nivel local y regional
 2000 Ci/w molibdeno-99
 incrementar la producción de lutecio-177 e iridio-192 y explorar la
generación de nuevos radioisótopos como el bismuto-213
 junto con el RMB suponen una alternativa para el autoabastecimiento a
nivel de América Latina, proveyendo naturalmente un back up recíproco
 Consolidar las capacidades nacionales relacionadas con
la producción de combustible nuclear
 Implementar facilidades para ensayar desarrollos de nuevos elementos
combustibles incluyendo miniplacas, combustibles tipo MTR y de potencia
 Implementar facilidades para ensayos de materiales orientados a estudios
de daño por radiación y evaluación de corrosión
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la salud y la ciencia
Objetivos
 Ofrecer al sistema científico y tecnológico nuevas
capacidades basadas en técnicas neutrónicas
 Desarrollar facilidades frías y térmicas para la aplicación de
técnicas neutrónicas a la tecnología nuclear, ciencia de materiales
y biología y áreas de interés
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la salud y la ciencia
Características generales
 Instalación multipropósito: producción de radioisótopos,
irradiación de materiales y combustibles, haces de
neutrones y producción de silicio
 Pileta abierta
 Potencia 30 MW
 Combustible de bajo enriquecimiento, tipo placa
 Reflector D2O
 Moderador – refrigerante H2O
 Dirección del caudal en el núcleo ascendente
 2 sistemas de parada diversos e independientes
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Emplazamiento en el CAE
“La CNEA dispone, en el CAE, del sitio natural para el
emplazamiento del Reactor RA-10, en el cual existe una
larga trayectoria en relación a las aplicaciones más
relevantes previstas para esta instalación, contando con
facilidades asociadas construidas o proyectadas que
minimizarán el riesgo asociado al traslado de material
radiactivo, disponiendo de la logística y la infraestructura
necesaria para asegurar su pronta implementación,
disponiendo, además de instalaciones e instituciones
para la formación de los recursos humanos necesarios.”
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la salud y la ciencia
EL PROYECTO Y SUS
PRODUCTOS
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la salud y la ciencia
Acta de Inicio: Resolución CNEA 200/2010
 Objetivos y metas
 Inserción orgánica
 Responsabilidades y atribuciones asociadas a la
conducción del proyecto
 Presupuesto inicial y plazos
 Rol de la CNEA







Gerenciamiento del proyecto
Establecer especificaciones del reactor y la ingeniería conceptual
Establecer las bases del diseño, participar en la provisión de ingeniería y ESC
Gestión del licenciamiento
Promover un programa para el desarrollo de aplicaciones
Capacitación planteles de operación
Puesta en marcha
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Alcance
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Alcance
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Alcance
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Calidad
DESARROLLO DE APLICACIONES
INGENEIRA
CONCEPTUAL
INGENEIRA
BASICA
INGENEIRIA DE
DETALLE
CONSTRUCCION
ENSAYOS Y
PRUEBAS
PRELIMINARES
DEL REACTOR
PUESTA EN
MARCHA EN
CALIENTE
REQUERIMIENTO
GESTION DE LA SEGURIDAD Y DEL LICENCIAMIENTO
GESTIÓN DE LAS
ADQUISICIONES
Y EVALUACIÓN
DE
PROVEEDORES
GESTION DE
LOS RR HH
CONTROL DE
DOCUMENTOS
Y REGISTROS
GESTION DE LA
CALIDAD
(MEDICION,
ANALISIS Y
MEJORA)
GESTION DE LOS
CAMBIOS
INSTITUCIONALES
GESTION DE LAS
COMUNICACIONES
INTERNAS Y
EXTERNAS
PLANIFICACIÓN, SEGUIMIENTO Y CONTROL DEL PROYECTO
PROCESO
PRINCIPAL
PROCESO
AUXILIAR O
DE APOYO
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REACTOR
LICENCIADO Y EN
MARCHA
COMISION NACIONAL DE ENERGIA ATOMICA
COMISION NACIONAL DE ENERGIA ATOMICA
GESTION DE LA DIRECCION DEL PROYECTO
Sistema de Gestión
 Describe el Sistema de
Calidad del Proyecto
 Objetivos
 Organización
 Misiones y
responsabilidades
 Procesos principales
 Procesos de apoyo
 Procedimientos
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Plan de calidad
 Establecer
la planificación
del Sistema de Gestión de
Calidad del Proyecto RA-10
 Equipo de Dirección, Equipo de
Proyecto y Responsables Temáticos
Personal del Proyecto
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Recursos Humanos
 Plantel directo: 38 personas
 Personal de CNEA: aprox. 140 personas de 12 sectores
diferentes.
 Plan de incorporación anual 2015: 18 personas
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Organigrama
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Grupos Temáticos
de CNEA
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Articulación del proyecto
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Articulación del proyecto
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Articulación del proyecto
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Articulación del proyecto
Sector
Rol (proveedor interno)
Gerencia de Coordinación CNEANASA
Obra civil
Trabajos Preliminares en el Sitio
Gerencia de Ensayos y Gestión de
Vida
Construcción y montaje
Programa de vigilancia
Subgerencia de Seguridad CAE
Ejecución línea de base radiológica
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Articulación del proyecto
Sector
Rol (proveedor interno)
Gerencia de Área de Seguridad
Nuclear y Ambiente
Coordinación con ARN del proceso
de licenciamiento
Evaluación de impacto ambiental
Coordinación evaluación de la línea
de base radiológica
Gerencia de Comunicación Social
Aspectos socioeconómicos de la
línea de base ambiental.
Estudio de percepción social
Difusión
Instituto Beninson
Capacitación planteles de operación
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Articulación del proyecto
Organismo
INVAP
¿?
Rol
Ingeniería – Suministros y Montaje
Contratista Obra Civil
UNLP
Estudio Hidrogeológico
UNSJ
Estudio de Amenaza Sísmica
UNSAM
Estudio de Percepción Social
UNC
Revisión bases y fundaciones
UNLP
Revisión bases y fundaciones
ARN
Regulador
CNEN
MINCYT
Contraparte acuerdo de cooperación
Formación de recursos humanos y
financimiento complementario al
Proyecto Laboratorio de Haces RA-10.
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Integración: Revisión por la Dirección
ENTRADAS
 Informes de reuniones
previas
 Informes de áreas:
logros, dificultades,
riesgos, oportunidades
de mejora
 Informes de auditorías
PRODUCTOS
 Acciones concretas como
parte de un proceso de
mejora continua
 Objetivos
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Revisión por la Dirección: Objetivos 2015
 Completar el proceso licitatorio de la obra civil durante al
primer semestre de 2015.
 Comenzar la obra civil antes del 1 de Septiembre de 2015
 Firmar el contrato con INVAP por “Suministros, montaje y
ensayos preoperacionales” dentro del primer semestre.
 Lograr un avance acumulado del 90% en la Ingeniería de
Detalle.
 Lograr una adecuada infraestructura y conformación del
equipo de trabajo en el CAE para el seguimiento de la
obra y la ejecución del proyecto.
 Asegurar la ejecución rutinaria del Plan para la Línea de
Base Radiológica para el último trimestre.
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Objetivos 2015
 Contar con un Plan Comunicacional orientado a la
población cercana al CAE e iniciar su aplicación.
 Contar con el Plan de Capacitación del Plantel de
Operación y asegurar su inicio para Marzo del 2016.
 Contar con un Plan de Licenciamiento para la Licencia de
Puesta en Marcha, consensuado con ARN.
 Asegurar una adecuada integración entre el desarrollo de
la Ingeniería de Detalle y el proceso de licenciamiento,
según los términos de la Licencia de Construcción.
 Asegurar la provisión de los elementos combustibles en
tiempo y forma.
 Asegurar el suministro de potencia para la operación del
reactor.
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Estudios del sitio
 Estudio de Emplazamiento
 Evaluación de Impacto Ambiental
 Línea de Base Radiológica
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Estudio de localización
 Preselección de 5 predios
 Criterios de exclusión:
 800 mts de la pista
 200 mts del perímetro
 FODA en base a 19 criterios
 Selección de 9 criterios principales
 percepción social
 proximidad a poblaciones
 proximidad al aeropuerto
 impacto ambiental
 suelos
 inundaciones
 infraestructura y servicios
 acceso de obra
 espacios
 Valoración comparativa
 Ponderación
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Localización+Emplazamiento=Caracterización
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Evaluación de Impacto Ambiental
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Estudio de Percepción Social
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Línea de Base Radiológica
 Responsabilidades
 Medio
 Radionucléidos
 Puntos de muestreo
 Frecuencia
 Registros
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Objetivos de diseño
Establece requerimientos de
flujo neutrónico,
refrigeración, geometría y
operativos, asociados a las
facilidades de irradiación y
haces de neutrones.
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Gestión del Diseño
Acuerdos de
Servicio CNEA
Convenios CNEAINVAP
Ingeniería Básica
Ingeniería de
Detalle
6 PdT
28 PdT
30.000 hh
130.000 hh
36 PdT
75 PdT
150.000 hh
450.000 hh
1 año
3 años
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Procedimiento de diseño y desarrollo
 Planificación del diseño
“La organización encargada del proyecto planifica y controla el diseño del
Reactor RA-10”
Planes de diseño:








Tareas,
Responsabilidades
Cronograma
Interfaces
Datos de entrada para el diseño
Documentación e emitir
Métodos de diseño y criterios para la aceptación de resultados
Medios de revisión, verificación y validación del diseño
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Procedimiento de diseño y desarrollo
 Planificar y controlar las
actividades de diseño para
asegurar que:
Son realizadas siguiendo la
normativa adecuada, por personal
calificado y con los recursos
necesarios
Se identifican, documentan y
revisan todas las especificaciones
para el diseño
Son documentados los resultados
del diseño y los métodos y criterios
de aceptación
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Revisión preliminar del diseño: propósito
 Mostrar el estado presente de las ingenierías del RA10 a
ser desarrolladas durante la Ingeniería Básica.
 Poner en común los datos utilizados y las alternativas
estudiadas.
 Detectar incompatibilidades con otras ingenierías en
desarrollo.
 Documentar los puntos que requieran una resolución
posterior considerando que el resto satisface los
requerimientos del proyecto.
 Seleccionar alternativas y resolver interfaces con el objeto
de facilitar el avance requerido para la Revisión Final de
Diseño y el cierre de las etapas 1 y 2.
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Revisión preliminar del diseño: productos
 Un conjunto de documentos y presentaciones
describiendo los sistemas del reactor RA10 que definirán
la LINEA DE BASE sobre la cual se seguirá el desarrollo
de la Ingeniería Básica del proyecto.
 Un registro de los puntos abiertos y temas a resolver.
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Revisión crítica del diseño: propósito
 Mostrar el avance en el diseño alcanzado en esta etapa
de la Ingeniería Básica
 Verificar la correcta interfaz entre ESC
 Verificar el cierre de las acciones pendientes registradas
en las reuniones de la RPD
 Plantear planes de desarrollo (cuando correspondan)
aplicable a la Ingeniería de Detalle
 Registrar temas que requieran ajustes en vistas al cierre
de la Ingeniería Básica
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Revisión crítica del diseño: productos
La certificación del cierre de
las tareas pendientes definidas
en la RPD
Una recopilación de las
presentaciones realizadas
Un listado de temas
registrados en vistas al cierre
de la Ingeniería Básica
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Características Generales de la Planta
OBRA CIVIL
-
Sitio de emplazamiento: Centro Atómico Ezeiza
Área de implantación: 3,85 Ha
Superficie total a construir en planta: 7632 m2
Superficie total cubierta: 17723.52m2
Entre niveles -8,5 MT + 26,5 MT
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Pliegos Obra Civil
• Pliegos de Clausulas
Generales
• Pliegos de Clausulas
Especiales
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Llamado a Licitación Pública
Oferentes:
• PETERSEN, THIELE Y
CRUZ
• IECSA
• CAPUTO
• HENISA SUDAMERICANA
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Licenciamiento: Plan de Licenciamiento
Etapa I: Gestión de la
licencia de construcción
 Acuerdo de Servicios con
el DSN para el Análisis
de Seguridad
 Presentaciones
orgánicas a la ARN
 Acuerdo en contenidos y
alcances del IPS
 Revisión ordenada del
mismo
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Licencia de Construcción
“Otorgar a la CNEA la Licencia de
Construcción del Reactor RA-10…”
Condiciones Generales
• Alcance
• Vigencia
• Responsabilidades
Condiciones Específicas
• Modificaciones y Cambios
• Documentación Mandatoria
• Comunicaciones
• Registros
• Inspecciones
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Plazos: Cronograma
LÍNEA DE TIEMPO PROYECTO RA-10
mar-12
Plan de
Gestión Ambiental
oct-14
Licencia
Construcción
sep-13
IPS
mar-16
Entrenamiento
de
Operadores
Hoy
jul-19
Licencia
Puesta
en Marcha
mar-20
Licencia
Operación
Licenciamiento
2011
2012
2010
oct-12
IB. Revisión
Crítica de
Diseño
Ingeniería
y
Construcción
2011
2012
2010
dic-11
Ingeniería
Básica
jun-10
Ingeniería
Conceptual
mar-12
IB. Revisión
Preliminar
De Diseño
2013
2014
oct-14
Fin EIA
(Presentación
a OPDS)
2015
2016
sep-15
Inicio
Línea Base
Radiológica
nov-14
Obtención Cert.
Aptitud Ambiental
jul-13
sep-14
Fin Ing. Básica Compra U235
2013
2017
2014
jul-13
dic-14
Ingeniería
Inicio
de
Detalle Proceso Licitación
Obra Civil
2015
Hoy
2016
2017
2018
2019
2020
2020
sep-18
Inicio
Ensayos
Preoperacionales
2018
2019
abr-20
Entrega
Instalación para
Operación
2020
2020
sep-15
Inicio
Obra Civil
mar-16
jul-19
Inicio
Instalación
Inicio
Puesta en
Marcha
Página 1
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Recursos económicos
 BAPIN 47454 aprobado por la Dirección Nacional de
Inversión Pública
 Inversión total estimada: $ 3.200.000.000
 Inversión realizada: $ 275.000.000
 Presupuesto 2015: $ 253.000.000
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EL REACTOR RA-10 Y SU
PERFORMANCE
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Núcleo
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Tanque del reflector e internos de pileta
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Configuración de guías de neutrones
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Facilidades de irradiación
IRIDIO MEDICINAL/
LUTECIO (HASTA 4)
MOLIBDENO (10)
IRIDIO INDUSTRIAL/
ORI (HASTA 4)
LOOP
NEUMÁTICO (7 X 2)
SILICIO (6)
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Producción de Radioisótopos y Silicio
Propósito
Requerido
Mo-99 * ( x 10)
1-1.5 E14 n/cm2 s 1.5 E14 n/cm2 s
Ir-192 (med.) (x 4)
>1.8 E14 n/cm2 s
2.5 E14 n/cm2 s 34400 Ci/ciclo
Lu-177
>1.8 E14 n/cm2 s
2.5 E14 n/cm2 s 1.85 Ci/mg ciclo
(x 4)
Calculado
Producción
4000 Ci/w
Ir-192 (ind) (x 4)
1-1.5 E14 n/cm2 s 1 E14 n/cm2 s
12600 Ci/ciclo
Other RI
1-1.5 E14 n/cm2 s 1 E14 n/cm2 s
-
1-4 E13 n/cm2 s
80 ton/año
Silicon doping
(x 4)
1.2 -2.3 n/cm2 s
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Ensayos de Materiales y Combustibles
Propósito
Requerido
Calculado
Dispositivo de irradiación (flujo rápido, x
2):
Ensayos de corrosión e hidruración
>3E14
5 E14
Dispositivos de irradiación (espectro
reactor, x 4): MTR, daño por radiación
1 E14
3 E14
NPP fuel LOOP
Estado estacionario
Rampas
200-600 W
200-600 W
4-100 W/cm min 4-100 W/cm min
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Haces de Neutrones y Fuente Fría
Propósito
Requerido
Calculado
Haces térmicos en Reactor Face
>1 E10 n/cm2 s
2.9 E10 n/cm2 s
Haces térmicos en Hall de Guías
>1 E9 n/cm2 s
2.5 E9 n/cm2 s
Haces fríos en Reactor Face
> 4 E9 n/cm2 s
1.4 E10 n/cm2 s
Haces fríos en Hall de Guías
> 1 E9 n/cm2 s
5.4 E9 n/cm2 s
Fuente Fría
5 kW
<5 kW
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PROYECTOS RELACIONADOS
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Proyectos relacionados
 Planta de Producción de Radioisótopos de Fisión
 Planta Industrial de Elementos Combustibles de
Reactores de Investigación
 Laboratorio de Haces de Neutrones Proyecto RA-10
 Programa de ensayos post irradiación
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MUCHAS GRACIAS
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Gestión de los Interesados
 Usuarios:
 reuniones previas
 fijados los objetivos se establecen referentes y
canales orgánicos de articulación para fijar
requerimientos
 desarrollo de aplicaciones: incubación de usuarios
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Bases para el desarrollo del Diseño




Ingeniería Conceptual
Procedimiento de Diseño
Entregables para cada Etapa del Diseño
Clasificación de ESC, desde el punto de vista de
Seguridad, Sísmico y de Calidad
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Curva de Inversión
4.000.000.000
CURVA DE INVERSION
PUESTA EN MARCHA
3.600.000.000
3.200.000.000
MONTAJE
2.800.000.000
2.400.000.000
2.000.000.000
COMPRA DE
COMPONENTES
1.600.000.000
OBRA CIVIL
1.200.000.000
800.000.000
400.000.000
INGENIERIAINGENIERIA
CONCEPTUAL BASICA
INGENIERIA
DE DETALLE
0
INVERSION ANUAL
2010
2011
2012
2013
2014
2015
2016
2017
2018
2019
2020
INVERSION ANUAL
2.230.892 6.089.339 41.520.86 71.003.02 136.085.7 253.451.1 509.839.9 940.564.0 796.622.1 650.087.8 229.015.3
INVERISON ACUMULADA 2.230.892 8.320.231 49.841.09 120.844.1 256.929.9 510.381.0 1.020.221 1.960.785 2.757.407 3.407.495 3.636.510
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la salud y la ciencia
Plan Anual de Incorporaciones
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Corto plazo





Gestión de la Obra Civil y de Suministros y Montaje
Desarrollo de Infraestructura y Servicios en el CAE
Línea de Base Radiológica
Estrategia Comunicacional
Plan para la Capacitación de Operadores
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Visibilidad del Proyecto
 Charlas en los Centros
Atómicos
 Presentación al Municipio de
Ezeiza y al OPDS
 Informe de Avance a las
Autoridades
 Reuniones de seguimiento en
el Minplan
 Presentaciones a congresos
nacionales
 Presentaciones a congresos
internacionales
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Tanque del reactor y pileta
Tecnología nacional de vanguardia al servicio de
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Pileta de reactor y pileta de servicios
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Objetivos de diseño: facilidades y haces
Aplicación
Espectro
Condiciones
de
Irradiación
Flujo
perturbado
ID
30cm
5.2cm (diam.)
12cm
1
5.2cm (diam.)
12cm
4
>3 x1014
5.2cm (diam.)
12cm
1
1.0-1.5 x1014
5.2cm (diam.)
12cm
3
5cm (diam.)
12cm
2
experimento
móvil
5.2cm (diam.)
1
Mo-99
Térmico
1.0-1.5 x1014
2
Ir-192 (Industrial)
Ir-192
(medicinal)/
Lu-177
Bi-213
Otros radioisótopos
(RI)
Térmico
1.0-1.5 x1014
* 2-3 ciclos
Térmico
>2 x1014
* 2-3 ciclos
Térmico
Térmico
5
6
7
Materiales
Rápido
Longitud
requerida Posiciones
* 10
posiciones
(hasta 8
miniplacas
en c/u)
*
3
Sección
requerida
* Cápsula
>3 x1014 (E>0.1 * Conexiones de
MeV)
procesos e
instrumentación
Tecnología nacional de vanguardia al servicio de
la salud y la ciencia
Objetivos de diseño: facilidades y haces
Aplicación
Espectro
Flujo
perturbado
ID
Condiciones
de
Irradiación
Sección
requerida
Longitud
requerida
Posiciones
* Loop
10cm (diam.)
40cm
1
8x8 cm
65cm
1
5cm (diam.)
12cm
1
8
Irradiación
combustible
de potencia
1-1.3 x1014
(en irrad. base)
Térmico
2.5 x1014
(máximo
rampa)
9
Irradiación
combustible MTR
/ miniplacas
Reactor
>1 x1014 (mín)
Reactor
* Cápsula
*
Conexiones
5
(máx), de procesos e
E>0.1MeV
instrumentació
n
10 Daño RPV
Análisis
11 activación
neutrónica
Análisis
12 activación
neutrónica
por
x1013
Reactor
2 x1014
(integrado)
* Neumatico
3cm (diam.)
12-30cm
1
Térmico
1 x1013 - 2
x1014
* Neumatico
3-5cm (diam.)
10cm
12
por
Tecnología nacional de vanguardia al servicio de
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Objetivos de diseño: facilidades y haces
Aplicación
Espectro
Flujo
perturbado
ID
13 Fuente fría
Condiciones Sección Longitud
de
Irradiación requerida requerida
D2, potencia
aprox.
criogénica < 5 Vol
10
lts
kW
Térmico
Posiciones
1
neutrones E< 0.01
eV
>109 ( hall de
neutrones)
Guía in pile
1
de E< 0.01
15 Haces
neutrones fríos
eV
>4 109 (
reactor face)
Guía in pile
1
14 Haces
fríos
Haces
de
>109 ( hall de
16 neutrones térmicos E<0.1 eV neutrones)
(hall de neutrones)
17 Haces neutrones E<0.1 eV
térmicos
> 1010 (
reactor face)
Tecnología nacional de vanguardia al servicio de
la salud y la ciencia
1
1
Objetivos de diseño: facilidades y haces
Flujo
perturbado
Térmico
1 x1013-4
x1013
bajo Térmico
> 1 x108
L/D>150
máximo flujo
en tanque
reflector
Cápsula
ID
18 Dopaje de silicio
19 Neutrografía
agua
20 Programa
vigilancia
Condiciones Sección Longitud
de
Irradiación requerida requerida
Espectro
Aplicación
de Reactor
15.24(2) /
con rotador y 20.32(2) /
aplanador
25.4(1) cm
(diam.)
Posiciones
60cm
5
15cm
(diam.)
-
1
<5cm
(diam.)
12cm
3
Tecnología nacional de vanguardia al servicio de
la salud y la ciencia