Вместе с тем, наведённая активность натрия в первом контуре позволяет проводить ремонтные работы не ранее, чем через 10 суток после остановки реактора. Высокую химическую активность натрия во взаимодействии с воздухом или водой приходится нейтрализовать надёжной герметизацией контуров и объёмов с натрием, применением инертных газов в качестве защитной среды.
При контакте с натрием происходит коррозия конструкционных материалов, причем, увеличение содержания неметаллических примесей (кислорода, водорода, азота и др.) приводит к возрастанию скорости коррозии. Продукты коррозии переносятся в зоны, где происходит их кристаллизация и отложение.
Для поддержания концентрации примесей ниже лимитируемого уровня применяют с помощью систем, использующих различные принципы: очистка отстаиванием, очистка дистилляцией, очистка изотермическим фильтрованием, геттерная очистка, очистка холодными ловушками, сорбционная очистка.
1.3. Свинцово-висмутовый теплоноситель
Выбор эвтектического сплава Pb-Bi в качестве теплоносителя для ядерных реакторов обусловлен привлекательным сочетанием теплофизических и физико-химических свойств этого сплава. В частности, следует отметить его низкую химическую активность при взаимодействии с воздухом, водой и паром (исключение возможности взрыва и пожара), высокую температуру кипения (исключение возможности вскипания) и низкое рабочее давление в контуре (повышение надёжности и безопасности реактора, упрощение его конструкции) [1].
Вместе с тем, при определенной температуре сплава и концентрации растворенного в нем кислорода имеет место агрессивность сплава к конструкционным материалам. Сплав может загрязняться твердыми примесями в результате взаимодействия с конструкционными материалами и кислородом. Кроме того, в активной зоне реактора образуется полоний-210, который весьма токсичен и поэтому представляет большую опасность при разгерметизации первого контура.
Для очистки свинцово-висмутового теплоносителя от взвешенных невосстанавливаемых примесей используют фильтры на основе фильтрующих материалов из стеклянных, металлических и углеродных волокон. Что касается примесей на основе оксидов компонентов теплоносителя (в первую очередь, PbO и BiO), их преобразовывают методом водородного восстановления металла и возвращают в контур в виде чистых Pb и Bi.
В реакторах со свинцово-висмутовым теплоносителем очень важно поддерживать оптимальную концентрацию растворенного кислорода. Для этого используют различные системы и устройства, реализующие следующие процессы: подачу в контур растворенного кислорода, подачу в контур смеси водяного пара и водорода, растворение твёрдых оксидов Pb и Bi.
1.4. Свинцовый теплоноситель
Жидкий свинец выбран в качестве теплоносителя для ряда инновационных ядерных энерготехнологий, в том числе для российской разработки с реакторной установкой БРЕСТ [2]. По сравнению с натрием свинец, как теплоноситель, имеет три важных преимущества: высокую температуру кипения (2600 К при давлении 1 МПа), химическую пассивность при контакте с водой и воздухом и низкую собственную радиоактивность. Это позволяет реализовать преимущества быстрого реактора в отношении безопасности и экономики, упростить его конструкцию и управление.
Кроме того, малые сечения замедления и поглощения нейтронов в свинце позволяют увеличить его объемную долю в активной зоне до 60 %, снизить подогрев до 120 К и максимальную скорость до 1,8 м/с при существенном снижении потерь мощности на прокачку теплоносителя и высоком уровне его естественной циркуляции.
Недостатками свинца, из-за которых в быстрых реакторах ранее предпочтение было отдано натрию, являются:
· высокий удельный вес и более низкая теплопроводность свинца, что ограничивало скорость его прокачки и препятствовало достижению высокой энергонапряженности для сокращения времени удвоения плутония;
· растворение в свинце компонентов стали и его высокая коррозионная активность;
· высокая температура плавления (Tпл=600 К), приводящая к повышению температурного уровня всей системы и к опасности застывания свинца при нарушении режима охлаждения.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.