Об электродной поляризации электрохимического датчика кислорода в жидкометаллических теплоносителях

29.12.2012 2012 - №04 Aтомные электростанции

Ю.А. Мусихин

https://doi.org/10.26583/npe.2012.4.09

Рассмотрены основные положения контроля термодинамической активности кислорода в жидкометаллических теплоносителях методом ЭДС при помощи двухэлектродного электрохимического датчика кислорода с твердым кислородионным электролитом, контактирующим с теплоносителем, который одновременно является рабочим электродом датчика. ЭДС, развиваемая датчиком, пропорциональна логарифму активности кислорода. Отмечено, что адсорбция на электролите металлических примесей и окислов из теплоносителя приводит к поляризации рабочего электрода, вследствие чего уменьшается ЭДС и тем самым снижается точность контроля активности кислорода. Показано также, что процесс поляризации является многофакторным и локализован в пределах двойного электрического слоя, обусловленного разностью работ выхода кон тактирующих фаз. Приведены характеристики двойного слоя. Получены расчетные зависимости для работы выхода электрона из твердых электролитов и окислов металлов.

Ссылки

1. Ефанов А.Д., Козлов Ф.А. От выбора теплоносителей для ЯЭУ к атомной энергетике ХХI века// Известия вузов. Ядерная энергетика. – 2001. – № 2. – С. 99-102.
2. Орлов В.В., Леонов В.Н.,Филин А.И. и др. Конструкция реакторов БРЕСТ электрической мощностью 300 и 1200 МВт/Cб. докл. конф. «Тяжелые жидкометаллические теплоносители в ядерных технологиях».- Обнинск: ГНЦ РФ-ФЭИ, 1999. – Т.2. – С. 503-510.
3. Драгунов Ю.Г., Степанов В.С.,ЗродниковА.В. и др. Реакторный модуль СВБР-75/100: повышенная безопасность, транспортабельность, возможность многоцелевого применения/Тез. докл. конф. «Тяжелые жидкометаллические теплоносители в ядерных технологиях» – Обнинск: ГНЦ РФ-ФЭИ, 2003. – С. 16.
4. Громов Б.Ф., Орлов Ю.И., Мартынов П.Н. и др. Проблемы технологии тяжелых жидкометаллических теплоносителей (свинец-висмут, свинец)/Cб. докл. конф. «Тяжелые жидкометаллические теплоносители в ядерных технологиях». – Обнинск: ГНЦ РФ-ФЭИ, 1999. – Т.1. – С. 92-106.
5. Ошканов Н.Н., Сараев О.М., Баканов М.В. и др. 30- летний опыт эксплуатации натриевого быстрого реактора БН-600//Атомная энергия. – 2010. – Т. 108. – Вып. 4.- С. 186-191.
6. Шматко Б.А., Шимкевич А.Л. Диагностика коррозии и контроль технологических процессов методами активометрии в теплоносителе свинец-висмут/Cб. докл. конф. «Тяжелые жидкометаллические теплоносители в ядерных тех нологиях» – Обнинск: ГНЦ РФ-ФЭИ, 1999. – Т. 2. – С. 741-746.
7. Мартынов П.Н., Орлов Ю.И. Процессы шлакообразования в свинцово-висмутовом контуре. Предупреждение и ликвидация критических ситуаций/Cб. докл. конф. «Тяжелые жидкометаллические теплоносители в ядерных технологиях». – Обнинск: ГНЦ РФ-ФЭИ, 1999. – Т. 2. – С. 608-619.
8. Блохин В.А., Шимкевич А.Л., Мусихин Ю.А. и др. Опыт создания и эксплуатации твердоэлектролитных активометров кислорода в теплоносителе свинец-висмут/Cб. докл. конф. «Тяжелые жидкометаллические теплоносители в ядерных технологиях». – Обнинск: ГНЦ РФ-ФЭИ, 1999. – Т.2. – С. 631-635.
9. Мартынов П.Н., Чернов М.Е., Гулевский В.А. и др. Разработка электрохимического датчика капсульного типа для контроля кислорода в тяжелом теплоносителе. //Атомная энергия. – 2005. – Т. 98. – Вып. 5. – С. 360.
10. Козлов Ф.А., Кузнецов Э.К., Воробьева Т.А.и др. Электрохимическая ячейка для измерения активности кислорода в жидком натрии//Атомная энергия. – 1981. – Т. 51. – Вып. – 2. – С. 99-101.
11. Кофстад П. Отклонение от стехиометрии, диффузия и электропроводность в простых окислах металлов/Пер. с англ. под ред. Н.Н. Семенова. – М.: Мир, 1975. – 396 c.
12. Хладик Дж. Физика электролитов/Пер. с англ. под ред. Я.М. Колотыркина. – М.: Мир, 1978. – 556 с.
13. Торопов Ю.С. Исследование процессов получения и свойств твердых электролитов на основе ZrO2: автореферат дисс…на соиск. уч. ст. к.т.н. – Свердловск, 1975.
14. Стрелов К.К. Теоретические основы технологии огнеупорных материалов: Учебное пособие для вузов. – М.: Металлургия, 1985. – 480 с.
15. Рубашев М.А., Бердов Г.И., Гаврилов В.Н. и др. Термостойкие диэлектрики/Под ред. Н.Д. Девяткова. – М.: Атомиздат, 1980. – 246 с.
16. Иофис Н.А., Мусихин Ю.А., Шимкевич А.Л. и др. Электрические свойства фианитов в области 430 – 750 К // Неорганические материалы. – 1985. – Т. 21. – №2. – С. 330.
17. Мусихин Ю.А., Блохин В.А., Иевлева Ж.И. Электрические свойства фианитов в области 300–700 К / Тез. докл. Межотраслевой конференции «Теплофизика-91» (12-15 ноября 1991г.), Cб. тез. докл. «Использование жидких металлов в народном хозяйcтве». – Обнинск: ГНЦ РФ-ФЭИ,
18. – С. 121-122.
19. Дамаскин Б.Б., Петрий О.А. Основы теоретической электрохимии: Учебное пособие для вузов. – М.: Высшая школа, 1978. – 240 с.
20. Фрумкин А.Н., Багоцкий В.С., Иофа З.А.и др. Кинетика электродных процесcов: Учебное пособие для университетов. – Московский университет, 1952. – 315 с.
21. Стромберг А.Г., Семченко Д.П. Физическая химия: Учебник для вузов. 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Высшая школа, 1988. – 496 c.
22. Делахей П. Двойной слой и кинетика электродных процессов/Пер. с англ. под ред. А.Н. Фрумкина. – М.: Мир, 1967. – 352 с.
23. Фридрихов С.А., Мовнин С.М. Физические основы электронной техники: Учебник для вузов. – М.: Высшая школа, 1982. – 608 с.
24. Крылов О.В., Киселев В.Ф. Адсорбция и катализ на переходных металлах и их оксидах. – М.: Химия, 1981. – 288 с.
25. Физико-химические свойства окислов: Справочник /Под ред. Г.В. Самсонова. – М.: Металлургия, 1978. – 472 c.
26. Шалимова К.В. Физика полупроводников: Учебник для вузов. 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1985. – 392 с.
27. Горбачев В.В., Спицына Л.Г. Физика полупроводников и металлов: Учебник для вузов. 2-е изд. перераб. и доп.- М.: Металлургия, 1982. – 435 с.
28. Фоменко В.С., Подчерняева И.А. Эмиссионные и адсорбционные свойства веществ и материалов: Справочник / Под ред. Г.В. Самсонова. – М.: Атомиздат, 1975. – 320 c.
29. Плэмбек Дж. Электрохимические методы анализа. Основы теории и применение/Пер. с англ. под ред. С.Г. Майрановского. – М.: Мир, 1985. – 504 с.

быстрый реактор жидкометаллический теплоноситель датчик кислорода твердый электролит электродная поляризация работа выхода электрона

Ссылка для цитирования статьи: Мусихин Ю.А. Об электродной поляризации электрохимического датчика кислорода в жидкометаллических теплоносителях. // Известия вузов. Ядерная энергетика. – 2012. – № 4. – С. 75-84. DOI: https://doi.org/10.26583/npe.2012.4.09 .