Известия вузов. Ядерная энергетика

Рецензируемый научно-технический журнал. ISSN: 0204-3327

Компьютерное моделирование термических процессов с участием радионуклидов Sr, Ca при нагревании радиоактивного графита в атмосфере воздуха

25.09.2023 2023 - №03 Моделирование процессов в объектах ядерной энергетики

Н.М. Барбин С.А. Титов Д.И. Терентьев А.М. Кобелев

DOI: https://doi.org/10.26583/npe.2023.3.09

УДК: 541.13+11

Приводятся результаты термодинамического анализа поведения радионуклидов Sr, Ca при нагревании радиоактивного графита в атмосфере воздуха. При помощи программного комплекса TERRA проведен термодинамический анализ в температурном интервале от 300 до 3600 K с целью установления возможного состава ионизированной, газовой и конденсированной фаз. Установлено, что стронций в интервале температур от 300 до 1600 K находится в виде конденсированного SrCl2(к.) и газообразного SrCl2, при повышении температуры от 1600 до 3600 K – в виде газообразных SrCl2, SrO, SrCl, Sr и ионизированных SrCl+,Sr+, SrO+. Кальций на участке температур от 300 до 2100 K находится в виде конденсированных CaCl2(к.), CaUO4(к.), CaO(к.) и газообразного CaCl2 при увеличении температуры от 2100 до 3600 K –в виде газообразных Ca, CaCl, CaO и ионизированных Ca+, CaO+, CaCl+. Определены основные реакции внутри отдельных фаз и между конденсированными, газовыми и ионизированными фазами. Проведены расчеты констант равновесия их реакций. По полученным результатам построены графические зависимости распределения радионуклидов Sr, Ca по фазам.

Ссылки

  1. Государственная корпорация по атомной энергии «Росатом»: официальный сайт. Электронный ресурс: http://www.rosatom.ru/ (дата доступа 10.09.2022).
  2. База данных МАГАТЭ по ядерным энергетическим реакторам. Электронный ресурс: https://pris.iaea.org/pris/ (дата доступа 16.02.2021).
  3. Велькин В. И. Атомная энергетика мира. Состояние и перспективы. Учебное пособие. – Екатеринбург: УрФУ, 2021. – 442 с.
  4. Скачек М. А. Обращение с отработанным ядерным топливом и радиоактивными отходами АЭС. – М.: Изд. дом МЭИ, 2007. – 448 с.
  5. Безопасность проектирования атомных электростанций. – Вена: МАГАТЭ, 2016. –116 с.
  6. Моисеев Г.К., Вяткин Г.П., Барбин Н.М. Применение термодинамического моделирования для изучения взаимодействия с учетом ионных расплавов. – Челябинск: ЮУрГУ, 2002. –166 с.
  7. Белов Г.В., Трусов Б.Г. Термодинамическое моделирование химически реагирующих систем. – М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2013. – 96 с.
  8. Синярев Г.Б., Ватолин Н.А., Трусов Б.Г., Моисеев Г.К. Применение ЭВМ для термических расчетов металлургических процессов. – М.: Наука, 1982. – 267 с.
  9. Барбин Н. М., Сидаш И. А., Терентьев Д. И., Алексеев С. Г. Компьютерное моделирование термических процессов с участием радионуклидов U, Cl, Pu, Be, Ni, Am при нагревании радиоактивного графита в атмосфере углекислого газа // Известия вузов. Ядерная энергетика. – 2019. – № 2. – С. 185-197. – DOI: 10.26583/npe.2019.2.16.
  10. Барбин Н. М., Сидаш И. А., Терентьев Д. И., Алексеев С. Г. Компьютерное моделирование термических процессов с участием радионуклидов кальция, стронция и цезия при нагреве радиоактивного графита в атмосфере углекислого газа // Известия вузов. Ядерная энергетика. – 2017. – № 1. – С. 73-82. – DOI 10.26583/npe.2017.1.07.
  11. Barbin N. M., Kobelev A. M., Titov S. A., Terent’ev D. I. // Composition of the gas-plasma phase in the radioactive graphite – water vapor system // Journal of Physics: Conference Series: 12, Sochi, 25–27 октября 2021 года. – Sochi, 2022. – P. 012026. – DOI :10.1088/1742-6596/2150/1/012026.
  12. Баженов В.А., Булдаков Л.А., Василенко И.Я. Вредные химические вещества. Радиоактивные вещества. – Л.: Химия, 1990. – 189 с.
  13. Шидловский В.В., Роменков А.А., Хаттарова Е.А., Гуськов А.В., Мартьянов В.В. Анализ радиационной опасности графитовых кладок остановленных промышленных уран-графитовых реакторов ФГУП «ПО «МАЯК» // В сборнике: Годовой отчет НИКИЭТ-2010 Москва. – 2010. – С. 178-180.

термодинамическое моделирование термические процессы константа равновесия радионуклиды радиоактивный графит нагревание атмосфера воздуха

Ссылка для цитирования статьи: Барбин Н.М., Титов С.А., Терентьев Д.И., Кобелев А.М. Компьютерное моделирование термических процессов с участием радионуклидов Sr, Ca при нагревании радиоактивного графита в атмосфере воздуха. // Известия вузов. Ядерная энергетика. – 2023. – № 3. – С. 106-117. DOI: https://doi.org/10.26583/npe.2023.3.09 .

Открыть PDF файл