Выгорание ядерного топлива. Классификация ядерных реакторов. Принципиальная схема ядерного энергетического реактора. Термоядерные реакторы. Теплообменный аппарат ядерных энергетических установок, страница 19

Активность теплоносителя повышается также вследствие коррозии активированных материалов активной зоны и активации продуктов коррозии конструкционных материалов контура в процессе их миграции через активную зону.

 Осколочная активность теплоносителя является результатом попадания продуктов деления ядерного топлива при работе с поврежденными ТВЭЛами.

2. Радиолиз водного теплоносителя - это процесс разложения воды под действием ионизирующего излучения. Вследствие специфических условий характерных для реакторной установки (высоких температур, дополнительных химических добавок в теплоноситель первого контура), процесс радиолиза может изменяться. В кипящих реакторах радиолиз протекает в условиях, особо благоприятствующих разложению водного теплоносителя, так как водород и кислород удаляютя вместе с паром и концентрация продуктов радиолиза в водной фазе стремится к нулю.

Кроме водорода, кислорода и перекиси водорода при радиолизе воды могут образовываться также Н, НО₂ ,ОН. Обычно радиолиз водного теплоносителя не вызывает изменений его физико-химических свойств, однако следует иметь в виду возможность вторичных неблагоприятных явлений в результате радиолиза: отрицательное влияние некоторых продуктов разложения воды на коррозионную стойкость конструкционных материалов; возможность образования взрывоопасной смеси кислорода и водорода; отрицательное влияние газообразных продуктов разложения на условия теплопередачи и на реактивность реактора.

Бороться с этими неблагоприятными факторами можно, вводя в теплоноситель водород, который при концентрации больше 30 мг./кг практически полностью подавляет процессы радиолиза воды. Для поддержания необходимой концентрации водорода, обеспечивающей подавление радиолиза, в контур, как правило, вводят аммиак, в результате разложения которого создается необходимая концентрация водорода в водном теплоносителе.

Химические процессы в контуре. Основные химические про­цессы в контуре связаны, главным образом, с коррозией кон­струкционных материалов и появлением отложений на тепло-передающих поверхностях. Из наиболее важных видов корро­зии реакторных материалов следует упомянуть межкристаллитную коррозию аустенитных нержавеющих сталей, связан­ную с уменьшением содержания хрома по границам зерен по сравнению с их центрами, а также коррозионное растрескивание под напряжением. С повышением содержания в водном теплоносителе кислорода и хлорид-иона значительно увеличи­ваются скорости протекания этих коррозионных процессов. В ряде случаев повышенное содержание кислорода может вы­звать ускоренную коррозию и у циркониевых сплавов, особен­но в щелочной среде.

Очень важной характеристикой теплоносителя, от которой зависят скорость и вид коррозии, характер коррозийного про­цесса, количество переходящих в воду продуктов коррозии, их дисперсный состав, является значение рН, характеризующее активность водородных ионов. Наиболее заметно влияние рН теплоносителя на коррозию сталей перлитного класса и алю­миния: с повышением рН до 9—10 можно снизить в несколько раз и скорость коррозии, и скорость перехода продуктов кор­розии в воду. Однако превышение этих значений может при­вести в некоторых случаях к щелочному растрескиванию ста­лей.

Осаждения на теплопередающих поверхностях обусловлены также солями жесткости, что особенно важно для кипящих ре­акторов. Наиболее опасны разного рода отложения на поверх­ностях твэлов, поскольку они ускоряют коррозию их оболочки.

Чтобы снизить вредное влияние описанных процессов, не­обходимо при эксплуатации ЯЭУ поддерживать концентрации различных примесей в теплоносителе на определенном уровне, что требует значительных усилий, затрачиваемых на очистку теплоносителя.

Разнообразные физико-химические процессы контура с теп­лоносителем имеют место и при использовании газообразных и жидкометаллических теплоносителей. В жидкометаллический теплоноситель могут попадать металлические и неметалличе­ские примеси (продукты коррозии конструкционных материа­лов, различные газы, проникающие в контур и реагирующие с теплоносителем и конструкционными материалами). Примеси в жидкометаллическом теплоносителе могут в ряде случаев привести к закупорке узких проходных сечений в активной зоне.