Cтраница 1
Конструкционные материалы активной зоны, Такие элементы, как контейнер зоны, поддерживающие и прижимные пластины, направляющие трубы регулирующих стержней, тепловые экраны, диффузорные кольца и струйные насосы ( в BWR), обычно изготавливаются из аустенитной нержавеющей стали ( типа 304) для высокотемпературных применений. [1]
К конструкционным материалам активной зоны реактора предъявляется множество требований. Из них главные - механическая прочность и устойчивость к действию теплоносителя при повышенной температуре и под воздействием ядерных излучений. Кроме того, совершенно необходимо, чтобы эти материалы захватывали как можно меньше медленных ( тепловых) нейтронов, иначе цепная ядерная реакция не сможет развиваться. Для реакторов, в которых в качестве теплоносителя используется вода, цирконий вполне подходит. Но нужен цирконий без гафния. [2]
Размеры и уровень общей коррозии конструкционных материалов активной зоны реактора и всех участков первого контура ( в двух контурных электростанциях), а также всего пароводяного тракта одноконтурных атомных электростанций должны обеспечивать содержание продуктов коррозии сухой остаток) в воде, при заданной продувке, на уровень 0 4 мг / л в кипящем реакторе и 1 0 мг / л в некипящем. Добавление в реактор воды высокой чистоты необходимо в данном случае для предупреждения накипи и радиоактивности. [3]
В настоящее время, когда графит в качестве конструкционного материала активной зоны и отражателя мощных энергетических реакторов эксплуатируется при более высоких параметрах, возникли дополнительные требования к его свойствам. [4]
По существующим оценкам значительное количество гелия образуется практически во всех конструкционных материалах активной зоны атомных реакторов за счет ядерных реакций на быстрых и тепловых нейтронах. Ожидается накопление большого количества гелия в конструкционных материалах термоядерных реакторов. Облучению а-частицами подвергаются поверхности солнечных батарей и зеркал для лазерной локации в космосе, что приводит к деградации поверхности и изменению свойств материала. [5]
Практический интерес к явлению радиационного распухания обусловлен опасностью последствий радиационного распухания конструкционных материалов активной зоны быстрых реактороа и материалов первой стенки термоядерных реакторов: во-первых. [6]
Третье поколение газоохлаждаемых реакторов - высокотемпературные газоохлаждаемые реакторы на тепловых нейтронах ( ВГР, в зарубежной литературе HTGR, HTR, THTR) характеризуется использованием: топлива в виде микрочастиц карбидов или окислов с покрытием пиролитическим углеродом и карбидом кремния; графита в качестве замедлителя и конструкционного материала активной зоны; инертного теплоносителя. Отсутствие в активной зоне материалов, значительно поглощающих нейтроны, высокая допустимая температура топлива и графита и конструкция тепловыделяющих элементов обеспечивают достижение высоких значений коэффициента воспроизводства, удельной мощности топлива и объема активной зоны, глубины выгорания и температуры теплоносителя. [7]
К настоящему времени находится в длительной эксплуатации очень небольшое число высокоэнергетических водоохлаж-даемых реакторов, поэтому по их опыту довольно трудно определить закономерности накопления долгоживущих изотопов. Эти реакторы настолько сильно отличаются по своему типу, размерам, конструкционным материалам активной зоны, параметрам водного режима и многим другим переменным, а существующая информация по каждому из реакторов настолько ограниченна, что в настоящее время не представляется возможным сделать хотя бы предположительные выводы. [8]
Изменение параметров в защитной оболочке в аварийных условиях находится в - прямой зависимости от объема оболочки, количества высвободившейся энергии и способа ее поглощения. К источникам энергии, определяющим максимум давления в оболочке, относятся: 1) энергия, аккумулированная в теплоносителе; 2) теплота, аккумулированная в конструкционных материалах активной зоны и всего реакторного контура; 3) остаточное тепловыделение в реакторе; 4) теплота экзотермических реакций конструкционных материалов с теплоносителем. [9]
Материалами, облучаемыми в активной зоне реактора, являются: ядерное топливо, оболочки твэлов и другие конструкционные материалы, отложения продуктов коррозии на поверхностях активной зоны, а также взвешенные и растворенные примеси теплоносителя. Радиоактивные изотопы могут попадать в воду из оболочки твэлов и из отложений как ядра отдачи, выходить путем диффузии из топлива, проникая через дефекты в покрытии твэлов. В случае трития необходимо считаться с возможностью его диффузии через неповрежденную оболочку. Продукты коррозии оболочек твэлов и конструкционных материалов активной зоны имеют высокую удельную активность, и их выход в контур дает заметный вклад в радиоактивную загрязненность станции. Дополнительным источником радиоактивной загрязненности АЭС является массообмен между отложениями и продуктами коррозии, циркулирующими в теплоносителе. Далее дается подробное изложение процессов диффузии и вылета ядер отдачи. [10]
Перечень материалов, используемых в обычной электроэнергетике, сравнительно невелик. Для изготовления деталей и оборудования, испытывающих нагрузки, применяют стали, там, где необходимы проводники электрического тока, используют медь или алюминий, а в качестве изоляционных материалов выбирают органические соединения или керамику. Появление на энергетическом рынке атомных электростанций ( АЭС) значительно расширило круг используемых материалов. В активной зоне реактора находятся делящиеся и воспроизводящие материалы, представляющие собой либо металлы ( уран, плутоний и торий), либо их окислы или карбиды. В качестве конструкционных материалов активной зоны применяют магний и цирконий, в качестве замедлителя - графит. В системах управления и защиты реакторов используют такие материалы, как бор, гафний и редкоземельные металлы, в качестве теплоносителей ядерных энергетических установок могут быть использованы, например, углекислый газ, гелий натрий. [11]