Роль молекулярного азота в процессе радиолиза теплоносителя первого контура водо-водяного энергетического реактора

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Представлены результаты моделирования радиационно-химических превращений в теплоносителе первого контура ВВЭР. Показано, что в условиях интенсивного облучения молекулярный азот, растворенный в теплоносителе, проявляет химическую активность. Реакция молекулы N2 с возбужденным гидроксилом инициирует образование аммиака и азотистой кислоты. Дальнейшее разложение аммиака дает только окисленные формы азота, при этом N2 выступает в роли промежуточного продукта. Поддержание концентраций водорода и кислорода в пределах норм при аммиачном водно-химическом режиме (ВХР) оказывается возможным лишь при постоянном дозировании NH3 и дегазации теплоносителя. Напротив, при ВХР с дозированием (в начальный момент) H2 в отсутствие возмущений быстро устанавливается стационарный режим, удовлетворяющий требованиям норм ВХР для ВВЭР. Разница между двумя ВХР обусловлена наличием в молекуле NH3 азота и его превращениями как элемента, вне зависимости от начальной химической формы.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

В. А. Грачев

НИЦ “Курчатовский институт”

Автор, ответственный за переписку.
Email: Grachev_VA@nrcki.ru
Россия, Москва

О. С. Быстрова

НИЦ “Курчатовский институт”

Email: Grachev_VA@nrcki.ru
Россия, Москва

А. Б. Сазонов

НИЦ “Курчатовский институт”

Email: Grachev_VA@nrcki.ru
Россия, Москва

Список литературы

  1. Буланов А.В., Колесов Б.И., Лукашенко М.Л. и др. // Атомная Энергия. 2000. Т. 88. № 5. С. 353.
  2. Дмитриев М.Т. // Журнал прикладной химии. 1963. Т. 36. С. 1123.
  3. Shaede E.A., Edwards B.F.P., Walker D.C. // J. Phys. Chem. 1970, V. 74. № 17. P. 3217.
  4. Кабакчи С.А., Архипов О.П., Верховская А.О., Лукашенко М.Л. // ВАНТ Физика ядерных реакторов. 2023. № 2. С. 105.
  5. Karasawa H., Ibe E., Uchida S., Etoh H., Yasuda T. // Radiat. Phys. Chem. 1991. V. 37. № 2. P. 193.
  6. Etoh Y., Karasawa H., Ibe E., et al. // Journal of Nuclear Science and Technology. 1987. V. 24. № 8. P. 672.
  7. Yamamoto Y., Suzuki T. // J. Phys. Chem. Lett. 2020. V. 11. P. 5510.
  8. German K.R. // J. Chem. Phys. 1975. V. 63. P. 5252.
  9. German K.R. // J. Chem. Phys. 1975. V. 62. P. 2584.
  10. Qin X., Zhang S.D. // Journal of the Korean Physical Society. 2014. V. 65. № 12. P. 2017.
  11. Zanganeh A.H., Fillion J.H., Ruiz J.et al. // J. Chem. Phys. 2000. V. 112. P. 5660.
  12. Hans A., Ozga C., Seide R. et al. // J. Phys. Chem., B. 2017. V. 121. № 10. P. 2326.
  13. Miyazaki T., Nagasaka S., Kamiya Y., Tanimura K. // J. Phys. Chem. 1993. V. 97. № 41. P. 10715.
  14. Mordaunt D.H., Ashfold M.N.R., Dixon R.N. // J. Chem. Phys. 1994. V. 100. P. 7360.
  15. Грачев В.А., Сазонов А.Б. // Химия высоких энергий. 2022. T. 56. № 2. С. 120.
  16. Егоров Ю.А. Основы радиационной безопасности атомных электростанций. М.: Энергоиздат, 1982. 272 с.
  17. Гордеев А.В., Ершов Б.Г. // Атомная энергия. 1992. Т. 73. № 4. С. 322.
  18. Гордеев А.В., Ершов Б.Г. // Атомная энергия. 1992. Т. 73. № 4. С. 325.
  19. Elliot. A.J., Chenier M.P., Ouellette D.C. // J. Chem. Soc., Faraday Trans. 1993. V. 89. № 8. P. 1193.
  20. Sunaryo G.R., Katsumura Y., Hiroishi D., Ishigure K. // Radiat. Phys. Chem. 1995. V. 45. № 1. P. 131.
  21. Кабакчи С.А. Математическое моделирование радиационного воздействия на водные теплоносители ядерных энергетических установок. М.: НИЦ “Курчатовский институт”, 2018. 111 с.
  22. da Silva G., Dlugogorski B.Z., Kennedy E.M. // International Journal of Chemical Kinetics. 2007. V. 39. № 12. P. 645.
  23. da Silva G., Dlugogorski B.Z., Kennedy E.M. // Chem. Eng. Sci. 2006. V. 61. P. 3186.
  24. Habersbergerova A., Bartonicek B. // Nukleonika. 1981. V. 26. № 7-8. P.783.
  25. Dey G.R. // Radiat. Phys. Chem. 2011. V. 80. № 3. P. 394.
  26. Грачев В.А., Сазонов А.Б., Быстрова О.С. // XXII Международная конференция молодых специалистов по ядерным энергетическим установкам. Сборник докладов. Подольск, АО ОКБ “Гидропресс” , 2022. C. 128.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Разложение аммиака в теплоносителе исследовательского реактора. Точки – эксперимент [24], линии – расчет. 1, □ – 5.5 ммоль/л NH3 + 70 ммоль/л H3BO3 (30°C); 2, ▲ – 5.25 ммоль/л NH3 (30°C); 3, × – 5.3 ммоль/л NH3 + 168 ммоль/л H3BO3 (180°C).

Скачать (149KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Выход связывания азота при облучении раствора H2 (мг/кг) / N2 (мг/кг): 1 – 3/20; 2 – 4/35; 3 – 5/50; 4 – 6/65; 5 – 8/95.

Скачать (192KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Выходы связанного азота и образования аммиака (атом N/100 эВ) при 25оС в зависимости от давления P азота над раствором. Точки – эксперимент [2], сплошные линии – расчет. ♦, 1 – N2; ◊, 2 – NH3.

Скачать (120KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Концентрация продуктов радиолиза воды и аммиака в теплоносителе ВВЭР, ВХР “N” : 1 – N2; 2 – H2; 3 – NH3; 4 – HNO2; 5 – окислительные продукты; 6 – O2.

Скачать (141KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Концентрация продуктов радиолиза воды и аммиака в теплоносителе ВВЭР, ВХР “A” : 1 – N2; 2 – H2; 3 – NH3; 4 – HNO2; 5 – окислительные продукты; 6 – O2.

Скачать (139KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Концентрация продуктов радиолиза воды и аммиака в теплоносителе ВВЭР, ВХР “AN” : 1 – N2; 2 – H2; 3 – NH3; 4 – HNO2; 5 – окислительные продукты; 6 – O2.

Скачать (138KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Концентрация продуктов радиолиза воды и аммиака в теплоносителе ВВЭР, ВХР “C” : 1 – N2; 2 – H2; 3 – NH3; 4 – HNO2; 5 – окислительные продукты; 6 – O2.

Скачать (133KB)
Метаданные
9. Рис. 8. Концентрация продуктов радиолиза воды и аммиака в теплоносителе ВВЭР, ВХР “N” : 1 – N2; 2 – H2; 3 – NH3; 4 – HNO2; 5 – NO.

Скачать (125KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».