Моделирование очистки натрия от кислорода растворимым геттером

20.06.2022 2022 - №02 Химия, физика и техника теплоносителей

Р.О. Сутягина В.В. Алексеев И.А. Сутягин

https://doi.org/10.26583/npe.2022.2.08

Изложены результаты моделирования очистки натрия от кислорода растворимыми геттерами. В качестве примера растворимого геттера рассматривается магний, который обладает способностью активного химико-физического взаимодействия с оксидом натрия с образованием твердого оксида геттера. Далее происходит удаление образованных твердых оксидов геттера с помощью последующей фильтрации. Для определения эффективности магния была разработана математическая модель процесса очистки натрия от кислорода. Представленная математическая модель описывает процесс очистки натрия от кислорода растворимым геттером, включающий в себя этапы растворения магния в натрии и разбавление полученного раствора исходным натрием и учитывающий химическое взаимодействие магния с оксидом натрия, изменение концентрации основных компонентов этой системы, образование и коагуляцию частиц продуктов реакции. В ходе исследования магния в качестве растворимого геттера было получено, что эффективная очистка натрия от кислорода достигается при условии наличия фильтра, способного уловить частицы размером ~ 1⋅10–7 м. В дальнейших исследованиях требуется рассмотреть другие материалы для использования в виде растворимых геттеров, оценить возможность их использования в устройстве очистки натрия от кислорода.

Ссылки

1. Никитин В.И. Физико-химические явления при воздействии жидких металлов на твердые. – М.: Атомиздат. – 1967. – 441 с.
2. Сорокин А.П., Труфанов А.А. Очистка натрия АЭС с реакторами на быстрых нейтронах. // ВАНТ. Серия: Ядерно-реакторные константы. – 2017. – Вып. 3. – С. 142-162.
3. Козлов Ф.А., Коновалов М.А., Сорокин А.П. Очистка геттерами жидкометаллических систем с натриевым теплоносителем от кислорода. // Теплоэнергетика. – 2016. – № 5. – С. 63-69. DOI: https://doi.org/10.1134/S0040363616050040 .
4. Кузина Ю.А., Сорокин А.П. Теплофизика щелочных жидких металлов. Часть 2: Физхимия, технология и инновационные приложения (ретроспективно-перспективный взгляд). // ВАНТ. Серия: Ядерно-реакторные константы. – 2019. – Вып. 3. – С. 3-20. DOI: https://doi.org/10.55176/2414-1038-2019-3-233-251 .
5. Кузина Ю.А., Алексеев В.В., Сорокин А.П., Воронин И.А., Коновалов М.А., Зыкова Р.О. Исследование геттерной очистки натрия от кислорода. // ВАНТ. Серия: Ядерно-реакторные константы. – 2020.– Вып. 3. – С. 110-116. DOI: https://doi.org/10.55176/2414-1038-2020-3-110-116 .
6. Алексеев В.В., Ковалев Ю.П., Калякин С.Г., Козлов Ф.А., Кумаев В.Я., Кондратьев А.С., Матюхин В.В., Пирогов Э.П., Сергеев Г.П., Сорокин А.П., Торбенкова И.Ю. Системы очистки натриевого теплоносителя АЭС с реактором БН-1200. // Теплоэнергетика. – 2013.– № 5. – С. 9-20. DOI: https://doi.org/10.1134/S0040363613050019 .
7. Соловьев В.А., Белозеров В.И., Орлова Е.А., Алексеев В.В. Исследования процессов коррозии в жидких металлах. – М.: НИЯУ МИФИ. – 2014. – 336 с.
8. Субботин В.И., Ивановский М.Н., Арнольдов М.Н. Физико-химические основы применения жидкометаллических теплоносителей. – М.: Атомиздат. – 1970. – 295 с.
9. Козлов Ф.А., Загорулько Ю.И., Богданович Н.Г. и др. Растворимость индивидуальных веществ в натрии. Препринт ФЭИ-510. – Обнинск: Физико-энергетический институт. – 1974. – 98 с.
10. Зыкова Р.О., Алексеев В.В., Сутягин И.А. Оценка эффективности растворимых геттеров для очистки натрия от кислорода. / Тезисы IV Международной (XVII региональной) научной конференции «Техногенные системы и экологический риск». – Обнинск: ИАТЭ НИЯУ МИФИ. – 2021. – C. 50-51.

натрий быстрый реактор растворимый геттер магний очистка концентрация жидкометаллический теплоноситель константа реакции изобарно-изотермический потенциал концентрация насыщения

Ссылка для цитирования статьи: Сутягина Р.О., Алексеев В.В., Сутягин И.А. Моделирование очистки натрия от кислорода растворимым геттером. // Известия вузов. Ядерная энергетика. – 2022. – № 2. – С. 81-89. DOI: https://doi.org/10.26583/npe.2022.2.08 .