CALITATEA COMBUSTIBILULUI NUCLEAR

CALITATEA COMBUSTIBILULUI NUCLEAR

1 Pregatirea factorului uman in asigurarea calitatii

Facultatea de Energetica din Universitatea ,,Politehnica'' din Bucuresti este singura facultate din Romania care activeaza in domeniul invatamantului energetic nuclear.

In anul 1967 a luat fiinta grupa de specializare Centrale Nuclearoelectrice, care s-a transformat in 1970 in Sectia de Centrale Nuclearoelectrice. Astfel, s-a desfasurat primul program de invatamant postuniversitar in acest domeniu.

Intre 1970 si 2004 aceasta sectie a produs circa 920 de ingineri cu specializarea Centrale Nuclearoelectrice.

Beneficiara unei experiente de aproape 40 de ani in acest domeniu, facultatea de Energetica a oferit o gama completa de instruire in domeniul energeticii nucleare ׃ studii de inginerie de 5 ani, studii aprofundate de un an, studii de masterat in domeniul Radioprotectiei si Securitatii nucleare, studii de tip formare continua si studii doctorale. Un rol aparte il are activitatea de predare si formare pentru angajatii noi ai SNN de la Unitatile 1 si 2 ale CNE Cernavoda si cursurile de procese de baza pentru operatori, agreate de CNCAN.

Aceasta activitate multilaterala este favorizata de angrenarea facultatii de Energetica intr-o serie de programe internationale desfasurate in domeniul

invatamantului nuclear programele Tempus, programele Comisiei Europene ENS in Programul cadru 6. Aceste programe de cooperare internationala au avut ca obiectiv unificarea, modernizarea si uniformizarea invatamantului de inginerie nucleara din tarile europene, cresterea competentei profesionale si pastrarea expertizei personalului didactic de specialitate.

Calitatea invatamantului nuclear este conditionata, alaturi de expertiza profesionala, de existenta si de calitatea bazei materiale si de cercetare.

Universitatea Politehnica Bucuresti, facultatea de Energetica, Sectia de Energetica Nucleara, ofera pentru invatamantul superior nuclear ׃

- expertiza organizatorica si manageriala-planuri de invatamant, programe analitice, manuale si indrumare tiparite;

- experienta profesionala - toate cadrele didactice au doctorate, masterate si specializari in domeniul nuclear, au participat ca formatori la trainingul personalului de specialitate al CNE Cernavoda, detin functii de coordonare si conducere in programe nationale de cercetare, in conducerea revistelor de specialitate nationale si internationale din domeniul energetic etc.;

- capacitatea de cercetare de specialitate in domeniul nuclear, materializata in numeroase contracte de cercetare interne sau internationale;

- baza materiala necesara desfasurarii activitatii didactice si de cercetare.

- capacitatea de scolarizare - sali, laboratoare, cazare.

In prezent, cifra de scolarizare de la Sectia de Energetica nucleara se situeaza la nivelul de 40 studenti pe an. Fata de capacitatea de absorbtie a fortei de munca noi in domeniul nuclear in plan european, aceasta cifra reprezinta un nivel ridicat, dorit sau invidiat de multe universitati europene. In plan national insa, necesarul anual al principalului beneficiar al absolventilor nostri - SNN si CNE Cernavoda - este prognozat la 20 de studenti pe an, la care trebuie adaugate cererile FCN - Pitesti de circa.12 studenti pe an. Daca conjunctura economica se va schimba mai ales prin inceperea lucrarilor la Unitatea 3, Facultatea de Energetica ar putea asigura fara cheltuieli suplimentare (investitii in baza materiala existenta) o cifra de scolarizare superioara .

Analiza situatiei interne, dar mai ales a trendului european si international justifica in conditiile adaptarii invatamantului superior romanesc la cerintele integrarii europene crearea unui domeniu distinct de Inginerie Nucleara. Sprijinul pentru acest demers a fost exprimat deja de SNN si de CITON - Bucuresti prin scrisori. Prevederile Programului Nuclear National sunt de asemenea indreptate in aceasta directie, fiind nominalizata chiar facultatea de Energetica. Trebuie neaparat avut in vedere ca dezvoltarea filierei CANDU in tara noastra confera, vizavi de dezvoltarea nucleara a celorlalte tari europene, un caracter unic si specific, inexistent in alte universitati europene. In plus, acest domeniu ar trebui sa adauge pe structurile existente specialitati de mare perspectiva cum ar fi ׃ medicina nucleara, radiochimie, dezafectare activitati nucleare, managementul deseurilor radioactive, radioizotopi, etc. Unele din acestea se pot realiza in cooperare cu alte universitati sau facultati din tara si ar putea oferi premizele realizarii la nivel national a unui pol de inginerie nucleara, dupa modelul tarilor amintite, in care sa fie cuprinse si FCN Pitesti, CITON si CPPON Cernavoda, conducand in acest fel la o formatiune puternica si reprezentativa pentru tara noastra, in perspectiva integrarii europene.

2 Politica dezvoltarii capacitatii de productie a FCN Pitesti

Fabrica de Combustibil Nuclear de pe platforma de la Mioveni, langa Pitesti, a furnizat combustibil nuclear de inalta calitate pentru Unitatea 1 de la Cernavoda incepand din 1995.

Combustibilul livrat de FCN la Unitatea 1 s-a comportat pe deplin corespunzator la grade de ardere medii in jur de 170 MWH/kg U, rata de defectare totala fiind neglijabila.

Aplicand un program adecvat de management al calitatii si tinand seama de strategia companiei SNN, FCN a elaborat si pus in practica programe de dezvoltare pentru marirea capacitatii de productie, cu scopul de a fi capabila sa asigure necesarul de combustibil CANDU in Romania si pentru Unitatea 2 de la CNE Cernavoda.

Perspectiva intrarii in functiune a Unitatii 2 de la Cernavoda a indus necesitatea dublarii capacitatii liniei de fabricatie de la FCN si modernizarea acesteia.

Prin Hotararea nr. 14/18.12.2001, Consiliul de Administratie al SNN a aprobat Nota privind Programul de modernizare/dezvoltare, al sucursalei FCN Pitesti, pentru dublarea capacitatii de productie, hotarand aprobarea proiectului tehnic actualizat in CTE-SNN.

Programul de "MODERNIZARE/DEZVOLTARE" elaborat de FCN, a avut la baza urmatoarele principii ׃

- dublarea capacitatii, fara cresterea suprafetei construite (utilizarea spatiilor existente);

- realizarea investitiei simultan cu asigurarea productiei curente de combustibil, necesar alimentarii Unitatii 1.

La baza modernizarii, au stat urmatoarele elemente de conceptie ׃

1) Mentinerea parametrilor esentiali ai tehnologiei calificate astfel incat sa nu altereze esenta conceptiei de realizare a combustibilului de tip CANDU.

2) Dezvoltarea etapizata pentru a da posibilitatea verificarii echipamentelor si solutiilor tehnologice adoptate.

3) Ridicarea gradului de automatizare a echipamentelor si imbunatatirea sistemelor de monitorizare.

4) Imbunatatirea conditiilor de lucru, cresterea gradului de siguranta pentru personal si limitarea degajarilor de substante nocive in mediul inconjurator.

Expertiza tehnologica si de dezvoltare de echipamente, acumulata de FCN a permis conturarea conceptiei pentru modernizarea si cresterea capacitatii, materializata in teme de proiectare si caiete de sarcini. Metodologia de achizitie a decurs in conformitate cu reglementarile in vigoare dar specificitatea echipamentelor si cerintele de fiabilitate si performanta au impus o maniera de colaborare cu furnizorii foarte sustinuta, in toate etapele de realizare.

O parte din echipamentele necesare liniilor de fabricatie si pentru controlul calitatii, echipamente conventionale, au fost achizitionate de la furnizori traditionali. In aceasta categorie se incadreaza, spre exemplu presa de stantare, presa rotativa de pastile si cuptoarele de sinterizare, echipamente de vid si aparatura pentru analize chimice sau fizico-chimice.

Pentru cea mai mare parte din echipamente, avand in vedere caracterul specific, FCN a colaborat cu parteneri din tara si din strainatate pentru a realiza o noua generatie de echipamente necesare fabricarii combustibilului nuclear de tip CANDU - 6 ׃

- echipamente de sudare prin rezistenta si presiune, pentru asamblarea elementelor si fasciculelor de combustibil;

- echipamente de sudare cu energie acumulata pentru patine si distantieri;

- echipamente pentru acoperiri metalice,in vid inalt;

- cuptor cu vid inalt pentru tratarea termica a grafitului depus pe suprafata interioara a tuburilor de zircaloy;

- instalatie de brazare in vid, prin incalzire cu inalta frecventa;

- masini mecanice semiautomate pentru prelucrarea capetelor tuburilor de zircaloy si elementelor de combustibil;

- linie de conditionare si transfer pentru pulberea de dioxid de uraniu;

- linie de transfer pentru pastile de dioxid de uraniu si stocare in magazii inteligente.

FCN a pus accent pe urmatoarele aspecte

- definirea clara a cerintelor;

- solicitarea si acceptarea de solutii noi;

- asistenta pentru conceptia si realizarea echipamentelor;

- programarea actiunilor de punere in functiune si testarea adecvata pe linia de fabricatie in vederea omologarii/calificarii.

Succesul actiunii a fost determinat in esenta de finantare si maniera de achizitie si de colaborare cu furnizorii.

O parte distincta a programului de dezvoltare o constituie modernizarea/refacerea sistemelor de utilitati, avand in vedere faptul ca acestea aveau o vechime de 30 de ani. Au fost refacute instalatiile interioare si exterioare pentru ׃

- apa potabila si de incendiu;

- alimentarea cu gaze naturale.

Au fost achizitionate echipamente noi pentru producerea si distributia de׃

- aer comprimat;

- hidrogen;

- apa demineralizata;

- azot.

A fost modernizata reteaua de apa industriala destinata racirii echipamentelor, prin captarea evacuarilor, racirea si recircularea apei, rezultatul acestei actiuni fiind reducerea consumului de apa industriala de 10 ori.

Ultima etapa a modernizarii unitatilor prevazuta pentru 2005 cuprinde refacerea alimentarii cu energie electrica pornind de la statia de 110 kv de pe platforma si ventilatia radioactiva din halele de productie.

Investitia dublarii capacitatii de productie a FCN s-a incadrat in graficele de executie planificate, determinant pentru acestea fiind׃

- asigurarea surselor de finantare de catre SNN din surse proprii prin redistribuire la nivelul societatii;

- identificarea in tara de societati capabile si dispuse sa colaboreze cu FCN in realizarea de echipamente specifice fabricatiei de combustibil nuclear.

Verificare capabilitatii liniilor de fabricatie s-a facut in 2004 printr-o etapa de demonstratie de 3 luni consecutive in care s-a lucrat la capacitate dubla.

Experienta acumulata va fi valorificata superior in extinderea capacitatii de productie a FCN in corelare cu programul de punere in functiune a Unitatii 3 - Cernavoda.

3 Implementarea standardelor de calitate la FCN Pitesti

Unul din obiectivele esentiale in conducerea activitatii il constituie aplicarea in mod constant a metodelor de management moderne.

In acest context un sistem de management de mediu este in curs de implementare la FCN. Prin implementarea unui astfel de sistem se urmareste indeplinirea cerintelor prevazute de standardul de mediu ISO 14001.

Scopul acestui standard international de management de mediu este acela de a furniza unei organizatii un sistem eficient de management al mediului, care sa poata fi integrat altor cerinte manageriale. Acesta practic asista organizatia in realizarea obiectivelor economice si de mediu. Cerintele sunt concepute in asa fel incat sa fie aplicabile tuturor tipurilor si marimilor de organizatii si pentru a se putea adapta diferitelor conditii geografice, culturale si sociale.

Scopul global al standardului este acela de a sprijini protectia mediului si de a preveni poluarea, asigurand totodata un echilibru in raport cu necesitatile economico-sociale.

In prezent, in tarile dezvoltate, toate tipurile de organizatii sunt din ce in ce mai preocupate sa realizeze si sa dovedeasca propriile performante in raport cu protectia mediului. Aceasta preocupare se manifesta prin controlarea impactului pe care activitatile, produsele sau serviciile lor le au asupra mediului. Activitatea de control este conforma cu propriile politici si obiective de mediu. Aceasta noua este determinata de contextul aparitiei unei legislatii din ce in ce mai stringente, de promovarea politicilor economice altor masuri care sa intareasca protectia mediului, precum si intensificare preocuparilor grupurilor de interes pentru problemele de mediu, inclusiv a dezvoltarii durabile.

Elementul fundamental ce sta la baza implementarii sistemului de management de mediu este politica de mediu a SNN.

Astfel, toate activitatile din cadrul companiei, cu impact asupra mediului au un caracter preventiv si se vor desfasura in baza autorizatilor eliberate de autoritatile de mediu competente, avandu-se permanent in vedere aplicarea consecventa a principiului ALARA (As low As Reasonable Achievable ). Se asigura astfel, nivelul de protectie cerut de reglementarile in vigoare ׃

- Legea 137/95 - Legea protectiei mediului

- Legea 111/96 - Privind desfasurarea in siguranta a activitatilor nucleare

- OUG 34/2002,

- HG 860/2002

- HG 863/2002

Obiectivele si tintele de mediu vor fi revizuite si adaptate in functie de evolutia cadrului de reglementari si a intereselor companiei care se angajeaza in imbunatatirea managementului de mediu, in scopul cresterii continue a performantei de mediu.

In etapa actuala, avand in vedere activitatile autorizate ale companiei, respectiv producerea de energie de origine nucleara societatea isi propune urmatoarele obiective generale de mediu ׃

1) imbunatatirea permanenta a calitatii factorilor de mediu care presupune ׃

- mentinerea sub limite autorizate a tuturor categoriilor de emisii;

- minimizarea poluarii radioactive si chimice in zona fabricii.

2) imbunatatirea nivelului de protectie a populatiei, prin minimizarea dozei la populatie la un nivel minim rezonabil de atins.

3) dezvoltarea managementului deseurilor radioactive conform practicii din tarile Uniunii Europene si tinand cont de evolutia cadrului legal national specific, recomandarilor ale Comisiei Europene si ale Agentiei Internationale pentru Energia Atomica, prin ׃

- introducerea depozitarii uscate a combustibilului nuclear ars;

- minimizarea volumului de deseuri radioactive la sursa;

- minimizarea volumului de deseuri radioactive destinate depozitarii finale.

4) imbunatatirea continua a managementului de mediu, prin implementarea la CNE Cernavoda a unui Sistem de Management de Mediu (SMM) conform seriei de standarde SR EN ISO 14000.

In momentul de fata, a in plina desfasurare implementarea Sistemului de Management de Mediu la FCN Pitesti.

Astfel dintre etapele parcurse pana in momentul de fata mentionam ׃

- identificarea documentelor necesare certificarii;

- analiza si definitivarea chestionarului pentru Analiza Initiala de Mediu;

stabilirea structurilor responsabile pentru implementarea sistemului de management de mediu in conformitate cu cerintele standardului, precum si in numirea unui responsabil cu atributii executive pe linie de protectie a mediului;

- organizarea cursurilor destinate formarii de auditori interni pentru sisteme de management de mediu;

- elaborarea procedurii generale pentru definirea sistemului de management de mediu;

- elaborarea si popularizarea politicii de mediu la nivelul sucursalei;

- analiza proceselor din fabrica in scopul identificarii aspectelor de mediu precum si finalizarea listei aspectelor de mediu cu potential impact semnificativ asupra populatiei si mediului din zonele apropiate.

Au mai ramas de indeplinit, pana la certificarea de catre (SRAC)[5], urmatoarele etape ׃

- efectuarea audit-ului suplimentar pe tema aspectelor de mediu cu potential impact semnificativ asupra populatiei si mediului;

- pre - audit-ului firmei de certificare (SRAC);

- audit-ul final efectuat de firma de certificare (SRAC) obtinerea certificatului ISO 14001.

Se estimeaza astfel, ca pana la sfarsitul anului 2005 Fabrica de Combustibil Nuclear de la Pitesti sa devina certificata ISO 14001.

Totodata a fost implementat un program national de cercetare- dezvoltare, avand in vedere urmatoarele ׃

cerintele Uniunii Europene privind cercetarea ca principal factor de dezvoltare a societatii bazate pe cunoastere;

angajamentele asumate pentru prelucrarea si aplicarea recomandarilor Uniunii Europene privind energetica nucleara;

directiile de interes major pentru Romania in domeniul nuclear stabilite prin Programul Cadru National de Cooperare cu Agentia Internationala pentru Energia Atomica Viena;

optiunile Guvernului Romaniei pe termen scurt si mediu privind domeniul nuclear;

obiectivele Planului Nuclear National.

Principalele componente ele programului de cercetare - dezvoltare, denumit MENER[6], sustinute de MEC au in vedere urmatoarele activitati nucleare ׃

fizica reactorului si managementul combustibilului nuclear;

securitate in functionare a FCN-Pitesti;

imbunatatirea solutiilor tehnologice la FCN-Pitesti;

dezvoltarea tehnologiilor pentru Ciclul de combustibil nuclear;

securitatea in functionare a celorlalte instalatii nucleare din Romania;

estimarea riscului si evaluarea impactului radiologic asupra mediului;

comportarea materialelor supuse conditiilor de functionare din fabrica si mediu;

proiectare de sisteme si echipamente destinate utilizarii in FCN si in instalatii nucleare;

securitatea radiologica;

aplicatiile tehnicilor si tehnologiilor nucleare in industrie, agricultura, medicina si in alte domenii ale vietii sociale

4 Calitatea, factor esential in fabricarea combustibilului nuclear

Evolutia calitatii produselor si serviciilor a fost marcata de o serie de etape sub impactul revolutiei tehnologice si socio - culturale.

In ultimul deceniu a crescut puternic volumul precizia si diversitatea datelor atomice si nucleare cerute de catre aplicatiile energetice si nonenergetice ale tehnicilor atomice si nucleare.

Datele atomice si nucleare sunt generate din masuratori experimentale, calcule de modele teoretice, evaluari de date si in final validarea lor internationala si includerea in biblioteci de date dupa formate standardizate. Masurarea acestor date implica utilizarea reactorilor de cercetare si acceleratorilor de particule incarcate, in experimente complexe, caracterizate printr-un grad de complementaritate. Prezenta aspectelor complementare in masurarea datelor nucleare constituie scopul principal in asigurarea calitatii .

In mod traditional datele nucleare se impart in doua categorii׃

• date nucleare de structura si dezintegrare;
• date nucleare de reactie

Cele din prima categorie se refera la proprietatile starilor nucleare legate (mase, energii de excitatie, nr. cuantice, timpi de viata) precum si la modurile lor de dezintegrare.

Datele din categoria a doua sunt cele care contin valori pentru sectiunile eficace de interactie sub forma diferentiala si integrala.

In general, se face o comparatie a tipului de date atomice si nucleare care se pot masura la acceleratori si reactori, pentru cele doua categorii de date nucleare mentionate anterior. Datele nucleare de structura se obtin tipic prin experimente in care se masoara radiatiile gama provenite din anumite reactii.

Se arata ca obtinerea unei precizii ridicate a datelor impune un control riguros sl fluxului de particule incidente si al eficacitatii de detectare.

Astfel, a fost marcata trecerea de la etapa inspectiei de calitate la etapa controlului de calitate (Quality Control - QC) , bazata pe dovezile reale ale calitatii. In aceasta etapa atentia este concentrata atat asupra produsului cat si asupra procesului, urmarindu-se verificarea post - proces a conformitatii cu specificatiile.

Inspectia si testarea (sociala/obiectiva, de laborator/conventionala) reprezinta metode utilizate frecvent in controlul calitatii.

In procesul de fabricatie al elementului combustibil se face distinctia intre metodologia determinarii calitatii unui singur produs si metodologia determinarii calitatii unui lot de produse, prima determinare fiind specifica controlului tehnic din sfera productiei. In schimb, controlul calitatii unui lot de produse reprezinta o etapa importanta a controlului de receptie, intrucat sta la baza deciziei de acceptare / respingere a lotului.

In concordanta cu specificul activitatii pentru realizarea elementului combustibil, pentru testarea unui lot de produse, se percep urmatoarele etape׃

stabilirea metodelor statistico - matematice care fundamenteaza deciziile privind marimea esantionului, marimea procentului de exemplare cu defecte, precum si schema dupa care se ia decizia de acceptare sau de respingere a lotului;

extragerea si formarea probelor de laborator;

cercetarea si interpretarea rezultatelor pentru generalizarea lor la nivelul lotului;

intocmirea documentatiei care atesta calitatea reala a lotului;

exprimarea rezultatelor determinarilor pentru compararea calitatii reale cu cea prescrisa.

Sistemul de control al calitatii elementelor combustibile se bazeaza pe urmatoarele reguli ׃

- controlul caracteristicilor de calitate atributiva sau masurabile ori a ambelor tipuri de caracteristici;

- controlul realizat de catre lucrator prin autocontrol, personalul de asigurare a calitatii, controlul prin sondaj - efectuat de catre personalul autorizat si supra controlul efectuat de catre un reprezentant al CNE Cernavoda;

- controlul realizat prin inspectie vizuala sau utilizand instrumente diverse si o anumita aparatura specifica, controlul prin incercari distructive / nedistructive;

- controlul realizat la receptia materiilor prime, la punctul de trecere de la o etapa la alta a procesului de fabricatie, inaintea unei operatiuni complexe sau a unei operatiuni de finisare.

- controlul realizat sporadic (cu ocazia unui incident);

- realizarea controlului integral (100%) sau prin esantionare.

Controlul calitatii prin caracteristici atributive presupune impartirea produselor din lot in corespunzatoare si necorespunzatoare, rezultatele verificarii exprimandu-se prin fractiunea defectiva si prin numarul de defecte la 100 unitati de produs.

Controlul calitatii prin caracteristici masurabile este laborios si presupune efectuarea unor masuratori cu anumite aparate si personal calificat. In schimb, acest control este mult mai obiectiv, mai precis.

Controlul integral (unitar, bucata cu bucata, 100%) se face in urmatoarele situatii׃

• cand loturile contin relativ putine unitati de produs, cu valoare individuala mare;
• cand incercarile de calitate nu sunt distructive;
• cand prin natura marfii nu este permisa extragerea de esantionare.

Controlul prin sondaj (esantionare) presupune prelevarea unor esantioane reprezentative pentru intregul lot, folosind pentru acesta metode statistice. Rezultatul determinarilor este extins la nivelul intregului lot de produse, urmand a se lua decizia de acceptare sau respingere.

Metode statistico matematice de control a calitatii elementelor combustibile se bazeaza pe esantionare, respectiv pe un plan de control (verificare). Prin planul de control se stabilesc urmatorii parametrii statistici׃

• AQL, respectiv limita calitatii acceptabile;
• N, respectiv marimea (volumul) lotului;
• Nc, respectiv nivelul de control sau gradul de severitate;
• N, respectiv, marimea (volumul) esantionului;
• constanta A, respectiv limita maxima de produse defecte pentru care lotul este acceptat;
• constanta R, respectiv limita minima de produse defecte pentru care lotul este respins.

Limita calitatii acceptabile (AQL) reprezinta procentul maxim de produse defecte sau numarul maxim de produse defecte la 100 exemplare, pentru care lotul se considera acceptabil din punct de vedere al calitatii medii a productiei. AQL este negociabil prin contract, existand 26 de valori standardizate, intre 0,01 si 1000.

In functie de importanta caracteristicii, AQL se stabileste astfel ׃

- pentru caracteristici critice are valori intre 0,1% si 0,4%;

- pentru caracteristici importante are valori intre 0.4% si 1%;

- pentru caracteristici secundare are valori intre 1% si 4%;

- pentru caracteristici minore are valori intre 4% si 10%.

Marimea lotului (N) influenteaza eficienta controlului. Pentru beneficiar sunt mai avantajoase loturile mari , deoarece cheltuielile de control pe unitatea de produs scad, pe masura ce loturile cresc ca volum, marimea esantionului nu creste proportional cu volumul lotului.

Nivelul de control (Nc) sau gradul de severitate stabileste relatia dintre marimea lotului si cea a esantionului. Cele trei grade de severitate legiferate (I, II, III ) permit diferentierea marimii riscului si a costului receptiei.

Nc I determina un esantion mai mic insa riscul de acceptare a lotului cu produse defecte este mai mare. La Nc III esantionul extras este mai mare, iar riscul de acceptare a loturilor cu defecte este mai mic. De regula, nivelul de control Nc II este cel mai utilizat.

Planul de control prezinta trei variante ׃

1) planul simplu (esantionare simpla), cand se extrage un singur esantion din lot, asupra caruia se executa verificarea calitatii, rezultand un numar de produse defecte (d). In functie de acest numar se ia decizia de acceptare / respingere a lotului.

2) planul dublu (esantionare dubla) ce presupune verificarea a maximum doua esantioane. Decizia finala de acceptare / respingere se ia numai dupa insumarea celor doua numere de defecte ( d1+ d2) rezultate in urma verificarii.

3) planul multiplu (esantionare multipla), ce presupune extragerea si verificarea a maximum sapte esantioane dupa aceeasi metodologie.

Din punct de vedere economic, cele mai avantajoase sunt planurile duble si multiple, deoarece numarul exemplarelor ce formeaza esantioanele este cu 30% - 50% mai mic fata de planul simplu.

Fiecare plan are la randul sau trei variante ׃ normal (cu care incepe controlul), sever si redus. Trecerea de la controlul normal la cel sever se face numai atunci cand, din cinci loturi verificate consecutiv sunt respinse minim doua. Revenirea la normal se face dupa cinci loturi consecutiv acceptate. Trecerea de la controlul normal la cel sever se face numai atunci cand sunt indeplinite simultan conditiile ׃ zece loturi consecutiv verificate au fost acceptate, numarul total al produselor cu defecte din cele zece loturi este cel mult egal cu numarul limita standardizat, procesul de fabricatie este stabilizat statistic. Revenirea la normal se face dupa primul lot respins cu d ≥ R, sau dupa un lot acceptat cu A < d < R, daca procesul de fabricatie este instabil .

Extragerea si formarea probelor de laborator presupune urmatoarele etape׃

a)     luarea probelor;

b)     formarea probelor de laborator;

c)     conditionarea probelor, prin crearea unor conditii unitare de incercare.

Metodele de control la FCN prezinta urmatoarele caracteristici ׃

utilizeaza instrumente si aparatura stiintifice ;

- furnizeaza elemente pozitive la stabilirea calitatii, exprimate in valori comparabile cu valorile produsului etalonat ;

- sunt metode stiintifice, reproductibile, aplicabile le unitati de produse sau portiuni ale acestora;

- sunt cuprinse, de regula in standarde si norme tehnice ;

- fac obiectul unor precizari distincte in cadrul contractelor economice de vanzare - cumparare privind determinarea calitatii marfurilor;

Desi controlul calitatii este pentru unii sinonim cu inspectia, cei doi termeni nu trebuie sa se confunde. Conceptiile moderne ale controlului calitatii vad inspectia drept o etapa a controlului calitatii, ea fiind doar o modalitate de identificare a produselor neconforme cu specificatiile, inainte in timpul si dupa fabricarea produsului.

Intocmirea documentatiei care atesta calitate reala se realizeaza pe baza rezultatelor masuratorilor efectuate asupra esantioanelor si generalizate la nivelul intregului lot.

5 Calitatea produsului finit, obiectiv principal al FCN - Pitesti

La FCN Pitesti se urmareste o continua perfectionare a produsului final, ansamblul combustibil dirijat de necesitatile utilizatorilor si de informatiile din experienta de operare. Pentru a satisface multitudinea acestor constrangeri si cerinte sunt necesare programe de cercetare si echipamente complicate si scumpe, care necesita in plus o vasta experienta in ingineria proceselor si operare pentru fiecare etapa de licentiere.

Cicluri combustibile nucleare

Ciclurile combustibile cele mai cunoscute compatibile cu reactorul CANDU 6 sunt׃

- ciclul uraniului natural - Natural Uranium (NU);

- ciclul uraniului usor imbogatit (SEU);

- ciclul uraniului recuperat (RU);

- ciclul oxizi micsti (MOX);

- ciclul fabricare combustibil din combustibil ars (DUPIC).

Combustibilul nuclear CANDU STANDARD. Acceptarea filierei CANDU ca alternativa de producere a energie pe cale nucleara in Romania a avut a argument forte utilizarea uraniului natural drept combustibil, nefiind necesara imbogatirea izotopica in nuclid fisil. Fabricatia combustibilului nuclear, proiectarea si executia instalatilor aferente fabricatiei si testarii au constituit preocuparile de baza ale institutului nostru inca de la infiintare.

Materialul fisil din combustibilul nuclear standard pentru reactorii CANDU sunt pastile sinterizate de dioxid de urani (UO2) natural, de puritate nucleara, sinterizate la minim 96% din densitatea teoretica. Acestea sunt introduse in tuburi de Zircaloy 4, cu diametru mediu de cca. 13 mm si lungime de 500 mm si inchise la capete cu dopuri tot din Zircaloy 4 utilizand sudura prin rezistenta. 37 astfel de elemente combustibile, asezate pe trei cercuri concentrice si un element central, sunt rigidizate la capete de doua grile cu diametrul de cca. 100 mm, sudate de asemenea prin rezistenta. Ansamblul rezultat reprezinta fasciculul combustibil, figura 1.

FIGURA III.1 FASCICUL COMBUSTIBIL CANDU STANDARD

Sursa ׃Revista "Energia Nucleeara" vol. 16 nr. 3-4 /2004

Inainte de incarcarea pastilelor, pe tuburi se bareaza (cu beriliu) apendici in trei plane paralele (la capete si median), perpendiculare pe lungimea fasciculului combustibil. Pe elementele combustibile din cercul exterior se sudeaza patine pe care aluneca fasciculul de combustibil in interiorul tubului de presiune si totodata asigura un spatiu intre element si tubul de presiune, permitand circulatia lichidului de racire. Pe partea interioara a elementelor din cercul exterior si pe toate cele din cercurile interioare si central sunt bazati distantieri subtiri si grosi care asigura rigiditatea si spatierea elementelor in interiorul fasciculului combustibil.

Punerea la punct a tehnologiei de fabricatie a combustibilului CANDU standard a fost practic incheiata anul 1995, cand FCN - (fostul SPEC al IRNE) a fost calificata de AECL - Canada drept producator autorizat de combustibil nuclear.

Fascicul combustibil CANFLEX

Conceptul de fascicul combustibi CANFLEX este ultimul proiect de combustibil de tip CANDU ,acesta fiind un vehicul pentru diferite tipuri de material fisil.

Principalele obiective urmarite in dezvoltarea conceptului CANFLEX au fost׃ cresterea limitelor de operare date de imbatranire sau cresterea puterii reactorului si compatibilitatea cu ciclurile combustibile pentru reactori CANDU avansati, SEU, RU, MOX, DUPIC.

Istoric, conceptul CANFLEX a fost lansat in 1986 de AECL. In 1991 eforturile de dezvoltare au fost continuate in colaborare cu KAERI .

Constructiv, fasciculul combustibil CANFLEX are aceeasi geometrie exterioara ca si fasciculul standard dar difera geometria interioara.

FIGURA III.2 FASCICUL COMBUSTIBIL CANFLEX

Sursa ׃ Revista "Energia Nucleara" Vol.16/nr. 3-4/2004

Acesta are 43 de elemente combustibile, asezate pe trei cercuri concentrice si unul central. Cele 35 elemente combustibile de pe cercurile exterior si mediu au diametrul mai mic decat al celor standard, iar cele 7 din cercul interior si cel central mai mare. In centru si la capetele fasciculului s-au brazat patine si distantieri in 3 planuri paralele, similar cu fasciculul standard. Intre aceste plane sau brazat, suplimentar distantieri de o anumita geometrie avand rol de rigidizare mecanica suplimentara si de imbunatatire a schimbului de caldura, fascicul combustibil agent termic.

Faza de proiectare a fost incheiata si a inceput perioada de implementare a proiectului. Din cele 26 fascicule combustibile cu uraniu natural fabricate de ZPI, Canada, 24 au fost iradiate demonstrativ in reactorul comercial Point Lepreau in perioada 1998 - 2000, iar 2 au fost pastrate ca atare. In urma examinarii postiradiere a rezultat ca fasciculele combustibile au avut o comportare buna, fara sa apara defecte majore. In acest moment conceptul CANFLEX a fost validat, iar proiectul este deja un produs comercial.

Combustibilul avansat SEU 43

La FCN Pitesti se dezvolta un fascicul combustibil, compatibil cu reactorul CANDU 6 destinat gradelor de ardere extinse in reactorul CANDU.

Fasciculul combustibil este format din 43 de elemente combustibile asamblate impreuna intr-o geometrie cilindrica pentru a fi compatibila cu sectiunea circulara a canalului de combustibil si cu cerintele impuse de sistemul de racire.

Dispunerea elementelor in structura de fascicul este urmatoarea (figura 3) ׃

un element central;

7 elemente pe inelul interior;

14 elemente pe inelul intermediar;

21 elemente pe inelul exterior.

FIGURA III.3 DISPUNEREA ELEMENTELOR COMBUSTIBILE IN FASCICOLUL SEU 43

Sursa ׃ "Revista Energia Nucleara" vol16/nr.3-4/2004

Asamblarea in structura finala se face prin intermediul a doua grile de capat cu o forma adecvata pentru a permite efectuarea sudurii prin rezistenta si pentru a oferi o suprafata libera suficient de mare pentru trecerea agentului de racire. Fiecare element combustibil este format din teaca (tub si apendici) in care se introduce coloana de pastile. Pe suprafata interna a tecii se depune un strat din grafit care are rolul de a diminua interactia mecanica si chimica dintre pastila si teaca, in timpul functionarii in reactor.

Pe tub sunt brazate cu beriliu patine si distantieri, care au rolul de a asigura distanta dintre fascicul si tubul de presiune, de a permite alunecarea usoara a fasciculului in canal, respectiv pentru a distanta elementele intre ele. Tecile (care contin si coloane de pastile) se inchid la capete cu dopuri cu profil adecvat, prin sudura de rezistenta. Elementele se introduc in dispozitivul de asamblare fascicul unde se efectueaza imbinarea acestora cu grilele de capat.

Preocupari actuale si de perspectiva. Unul dintre obiectivele prioritare ale Programului de cercetare" Combustibil nucleari" este dezvoltarea unor concepte de combustibil nuclear care sa duca la cresterea eficientei de utilizare a uraniului in CNE, scaderea costului ciclului combustibil si implicit a energiei electrice produse in CNE. Acesta se va realiza prin׃

- intocmirea manualului de fizica a zonei active CANDU cu uraniu usor imbogatit.

- cercetari tehnologice in vederea reducerii efectelor factorilor limitativi ai vietii combustibilului la extinderea gradului de ardere.

- realizarea unui fascicul combustibil nou ca vehicul pentru cicluri avansate

- teste in afara reactorului pe fascicule combustibile SEU 43

- teste in reactor utilizand elemente combustibile experimentale tip SEU 43

- dezvoltarea sistemului de coduri de calcul pentru analiza comportarii combustibilului de tip SEU, MOX, DUPIC.

Activitatile experimentale privind stabilirea tehnologiilor de fabricatie si control a fasciculului SEU 43 sunt in curs de desfasurare. Conceptul actual privind fabricatia acestui nou tip de combustibil este ca acesta sa se realizeze pe linia de productie a fasciculului CANDU standard fara investitii importante, in majoritatea cazurilor fiind necesara doar modificarea de SDV-uri la masini si instalatii. Studiile efectuate au demonstrat fezabilitatea acestei idei avand deja proiectate si realizate modificarile la presa pentru pulberi de UO2 si masina de sudura dop-teaca pentru fabricatia celor doua tipuri de elemente combustibile.

Singura problema majora legata de utilajele pentru fabricatia de fascicule combustibile SEU 43 pe linia de productie combustibil CANDU standard este necesitatea unei noi masini pentru sudura dop-grila. In acest sens FCN Pitesti coordoneaza un proiect pe programul MENER al MEC privind proiectere, executia si testarea unui model experimental de masina de sudura dop-grila ce va fi realizat in colaborare cu SIMTEX Bucuresti.

Concluzii

Preocuparile FCN - Pitesti privind dezvoltarea de combustibili pentru grade inalte de ardere, compatibil cu reactorul CANDU 6, sunt in concordanta cu cerintele mondiale privind scaderea costurilor ciclurilor combustibile nucleare. Oportunitatile oferite de ciclurile combustibile nucleare asociate reactorului CANDU 6 sunt studiate si aplicate utilizand competentele tehnice si resursele materiale existente in fabrica precum si colaborarea cu alte institutii cu preocupari in domeniul nuclear.

Sustinerea tehnica din partea IAEA[13] Viena, demonstreaza ca proiectul de fascicul combustibil SEU 43 este un concept viabil modern si necesar.

Sustinerea guvernamentala este implicita, tinand seama de ultimele luari de pozitie ale Primului Ministru prin care se afirma necesitatea dezvoltarii domeniului nuclear, energia electrica obtinuta pe cale nucleara fiind nepoluata si ieftina.