Определение характеристик выхода полония из ТЖМТ в газовую фазу по экспериментальным данным ГНЦ РФ-ФЭИ

29.05.2014 2014 - №01 Экология ядерной энергетики

Н.И. Гончар Д.В. Панкратов

https://doi.org/10.26583/npe.2014.1.16

Для содержащих свинец и висмут тяжелых жидкометаллических теплоносителей (ТЖМТ) характерно образование изотопов альфа-излучателей: 210Ро, 209Ро и 210mBi . Из них наиболее высокой радиотоксичностью обладает 210Ро.

В условиях нормальной эксплуатации при сохранении герметичности первого контура полоний не представляет сколько-нибудь значительной радиационной опасности, но при проектировании газовой системы реактора и систем перегрузки необходимо учитывать наличие альфа-активности с большой энергией и токсичность самого полония. Также следует учитывать, что в результате аварийных ситуаций, сопровождающихся проливом теплоносителя первого контура или значительной разгерметизацией газовой системы, возможно образование альфа-активных аэрозолей в воздухе и высокоактивных поверхностных загрязнений после их осаждения. Гамма-излучение 210Ро незначительно, и в качестве внешнего излучателя он не представляет опасности. Наибольшее поражение организма вызывает поступление 210Ро пероральным и ингаляционным путем, также опасно его попадание на слизистые оболочки и кожу. Поэтому при моделировании миграции полониевой активности и разработке способов и средств защиты персонала особое внимание уделяют аэрозолям и газообразному соединению полония – РоН2, которое образуется при взаимодействии соединений полония с водяным паром. Для обоснования радиационной безопасности и прогнозирования последствий аварий указанного типа необходима модель распространения полониевой активности по первому контуру в нормальных условиях эксплуатации РУ и в ситуациях, приводящих к аварии. Модель должна быть проверена по экспериментальным данным. Главным звеном такой модели является выход полониевой активности из теплоносителя в газовую фазу. Большинство исследований испарения полония из расплава ТЖМТ в газ или вакуум выполнено со свинцово-висмутовой (СВЭ) и свинцово-литиевой эвтектикой (СЛЭ). Выход полония из свинца исследован в меньшей степени, чем из свинцовых эвтектик.

В 1995 г. в ГНЦ РФ-ФЭИ были выполнены лабораторные исследования испарения полония из тяжелых жидкометаллических теплоносителей: свинца, свинцово-висмутовой и свинцово-литиевой эвтектик в вакуум и в атмосферу аргона при температуре 300, 500 и 800 °С. В работе представлены полученные по этим экспериментальным данным значения эффективного давления полония над расплавом и коэффициент термодинамической активности полония в теплоносителе. Сделано сравнение с полученными ранее результатами других исследователей.

Ссылки

1. Eichler B. Die Flьchtigkeitseigenschaften des Poloniums, PSI-Report Nr. 02-12, June 2002, ISSN 1019–0643.
2. Абакумов А.С., Ершова З.В. Измерение давления насыщенных паров полония. // Советская радиохимия. – 1974. – № 6. – С. 396–397.
3. Brooks L.S. The Vapoor Pressure of Polonium, J. Am. Chem. Soc., Vol. 77, p. 3211.
4. Auslдnder J.S., Georgescu I.I. Proceeding of the I-st Int. Conf. Peacefull Using Atomic Energy, Geneva, 1955, Vol. 7, p. 389.
5. Beamer W.H., Maxwell C.R. J. Chem. Phys., 1946, Vol. 14, p.569.
6. Интернет-ресурс: Handbook on Lead-Bismuth Eutectic Alloy and Lead Properties, Material Compatibility, Thermal-hydraulics and Technologies, chapter 5, p. 182. http://www.oecd-nea.org/science/reports/2007/nea6195-handbook.htlm
7. Физические величины. Справочник. / Под ред. И.С. Григорьева, Э.З. Мейлихова. – М.: Энергоатомиздат. 1991. – 257 с.
8. Feuerstein H., Oshinski J., Horn S. Behavior of Po-210 in molten Pb-17Li / JNM 191-194 (1992), pp. 288–291.
9. Ohno S., Kurata Y., Miyhara S., Katsura R., Yoshida S. Equilibrium Evaporation Behavior of Polonium and Its Homologue Tellurium in Liquid Lead-Bismuth Eutectic // Journal of Nuclear Science and Technology, vol. 43, no.11, pp.1359–1369, 2006.
10. Joy E.F. The Vapour Liquid Equilibrium of Dilute Solutions of Polonium in Liquid Bismuth, Report MLM-987, Mound Laboratory, Miamisburg, Ohio, 1963.
11. Buongiorno J., Larson J., Czerwinsky K.R. Speciation of Polonium Released from Molten Lead Bismuth, Radiochim. Acta, 2003, Vol. 91, pp. 153–158.
12. Neuhausen J., Kцster U., Eichler B. Investigation of Evaporation Characteristics of Polonium and its Lighter Homologues Selenium and Tellurium from Liquid Pb-Bi-eutecticum, Radiochim. Acta, 2004, Vol. 92, pp. 917–923.

полоний испарение тяжелый жидкометаллический теплоноситель эффективное давление насыщенных паров коэффициент термодинамической активности

Ссылка для цитирования статьи: Гончар Н.И., Панкратов Д.В. Определение характеристик выхода полония из ТЖМТ в газовую фазу по экспериментальным данным ГНЦ РФ-ФЭИ. // Известия вузов. Ядерная энергетика. – 2014. – № 1. – С. 215-223. DOI: https://doi.org/10.26583/npe.2014.1.16 .