Сборник тезисов докладов IX Международной молодежной научной конференции

Полярное сияние 2006

Ядерное будущее: безопасность, экономика и право

Содержание сборника

Секция «Безопасность ядерных технологий»

Все доклады секции


ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ЖЕРТВЕННЫХ МАТЕРИАЛОВ ЛОВУШКИ РАСПЛАВА ВВЭР-1000 С ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫМИ РАСПЛАВАМИ, ПОЛУЧЕННЫМИ В РЕЗУЛЬТАТЕ СВС-ПРОЦЕССА

Михайлов М.Н., Фильчаков И.Ф., Удалов Ю.П.

Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)

Материалы на основе гематита (ГМ) применяются в качестве «жертвенных» в устройстве локализации расплава для обеспечения безопасности ядерного реактора типа ВВЭР-1000 [1]. Проведена проверка работоспособности жертвенных материалов в условиях взаимодействия, как с оксидной, так и с металлической компонентами кориума.

В экспериментах оксидная фаза получалась в результате СВС-процесса при взаимодействии гематита с порошкообразным алюминием (алюмотермической реакции). Продуктами такой реакции являются: оксид алюминия, монооксид железа, герцинит FeAl2O4 и незначительное количество металлического железа. Металлическая фаза получалась расплавлением слоя металлических опилок на поверхности ГМ под действием высокотемпературного расплава продуктов СВС-реакции (2080oС). Методика эксперимента заключалась в следующем.

Из жертвенных материалов (кладочного гематитового цемента, гематитового бетона, огнеупорного бетона, жертвенной керамики) приготавливались цилиндрические таблетки диаметром 40 мм и высотой 8-12 мм. Из смеси 75 мас.% Fe2O3 и 25% Al («термит») были изготовлены такого же размера таблетки для проведения СВС-процесса. Затем на таблетки ГМ наносился слой железных опилок (1-2 г.). Далее на слой опилок помещались таблетки «термита». Эксперименты проводились в специальной ячейке. Инициирование СВС-реакции выполняли с помощью металлической проволочки, которая помещалась на наружную поверхность таблетки «термита» и нагревалась прямым пропусканием электрического тока. При проведении процесса проводилось измерение температуры расплава с помощью вольфрам-рениевой термопары и киносъемка процесса. Полученные продукты взаимодействия исследовались методами электронного микрозондового и рентгенофазового анализа. Установлена необходимость введения в ГМ оксидов 3-d элементов для активации взаимодействия с расплавленным железом.

Литература

1.              Гусаров В.В., Альмяшев В.И., Бешта С.В. и др. Жертвенные материалы системы безопасности атомных электростанций – новый класс функциональных материалов. Теплоэнергетика. 2001 г., №9, с.22-24.