Гапон Ю. К., Кустов М. В., Пономаренко Р. В., Слепужніков Є. Д., Чиркіна М. А. Визначення джерел небезпеки на атомних реакторах з урахуванням корозії твелів. С. 181-191.

 

Визначення джерел небезпеки на атомних реакторах з урахуванням корозії твелів

 

Гапон Юліана Костянтинівна

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0000-0002-3304-5657

 

Кустов Максим Володимирович

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0000-0002-6960-6399

 

Пономаренко Роман Володимирович

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0000-0002-6300-3108

 

Слепужніков Євген Дмитрович

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0000-0002-5449-3512

 

Чиркіна Марина Анатоліївна

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0000-0002-2060-9142

 

DOI: https://doi.org/10.52363/2524-0226-2023-37-13

 

Ключові слова: атомна електростанція, гальванічний елемент, електродний потенціал, корозія, реактор, сплав

 

Анотація

 

Проаналізовано джepeла пoтeнцiйнoï нeбезпeки, що виникають на атомних елект-роcтaнцiях внacлiдoк утворення та нaкoпичeння y пpoцeci eкcплyaтaцiï знaчнoï кiлькостi небезпечних paдioaктивниx пpoдyктiв i нaявнocтi пpинципoвoï мoжливocтi виxoдy ïx y paзi aвapiï зa пepeдбaчeнi мeжi. Встановленo pизики paдiaцiйнoгo впливy нa пepcoнaл, нaceлeння i навколишнє природнє середовище в цілому. Встановлено, що одним з головних факторів, який негативно впливає та значно лімітуює тривалість експлуатації ядерного реактора є ко-розійне зношування конструкційних матеріалів активної зони реактора і оболонок теплови-діляючих елементів, що зумовлено постійною циркуляцією водного теплоносія. Визначено характерну особливість для водо-водяних енергетичних реакторів, яка полягає у суцільно-му та локальному (нодулярному) корозійному руйнуванні за електрохімічним механізмом поверхні оболонок паливного елемента, який виготовлено із цирконієвого сплаву та стале-вих деталей різних марок інших конструкційних деталей. Показано короткозамкненений гальванічний елемент, що утворюється на внутрішній стінці тепловиділяючих елементів зі сплаву Zr + 1 % Nb та таблеток, які виготовлені із оксиду урану (UxOy), а також зовнішній гальванічний елемент тепловиділяючих елементів та конструкційних матеріалів реактора зі сталі різних марок. Проаналізовано небезпеки викликані корозійним руйнуванням та вики-дом із робочої зони реактора небезпечних радіоактивних речовин. Проведено дослідження щодо зміни товщин оксидних плівок в залежності від робочого часу в розчинах різного складу та кислотності середовища. Досліджено кінетику гальванічних процесів, що супро-воджують внутрішню та зовнішню корозію, що відіграє важливу роль для удосконалення шляхів та методів спрямованих на запобігання та профілактики виникнення надзвичайних ситуацій на атомних електростанціях.

 

Посилання

 

  1. Zhiming Wu, Qi Yang,  Rong Zhou. Manufacture of nuclear fuel elements for commercial PWR in China. Rare Metal Materials and Engineering. 2001. Vol. 30. P. 9–12. URL: https://inis.iaea.org/search/36024618
  2. National Research Council. Lessons Learned from the Fukushima Nuclear Ac-cident for Improving Safety of U.S. Nuclear Plants. Washington, DC: The National Academies Press. 2014. doi: 10.17226/18294
  3. Vambol S., Vambol V., Kondratenko O., Suchikova Y., Hurenko O. Assess-ment of improvement of ecological safety of power plants by arranging the system of pollutant neutralization. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2017. Vol. 3. P. 63–73. doi: 10.15587/1729-4061.2017.102314
  4. Шугайло О. П., Гребенюк Ю. П., Зелений О. В., Рижов Д. І. Отриманий до-свід та вивчені уроки щодо діяльності з переходу енергоблоків АЕС України до довгострокової експлуатації. Ядерна та радіаційна безпека. 2020. Т. 1. № 85, C. 5–28. doi: 10.32918/nrs.2020.1(85).02
  5. Zhou L., Dai J., Li Y., Dai X., Xie C. Research Progress of Steels for Nuclear Reactor Pressure Vessels. Materials. 2022. Vol. 15.8761. doi: 10.3390/ma15248761
  6. Mukhachov A. P., Nefedov V. G., Kharytonova O. А. Electrode processes in electrolysis of zirconium at production of plastic zirconium for nuclear energy. Questions of atomic science and technology. 2019. № 2. P. 111–115. doi: 10.46813/2019-120-111
  7. Zirui Chen, Yongfu Zhao, Min Tang, Zhaohui Yin. Influence of Ammonia on the Corrosion Behavior of a Zr–Sn–Nb Alloy in High Temperature Water. Frontiers in Materials. 2022. Vol. 9. P. 1–9. doi: 10.3389/fmats.2022.910186
  8. Lai Ping, Lu Junqiang, Zhang Hao, Liu Qingdong. The corrosion behavior of M5 (Zr–1Nb-0.12O) alloy in 360 °C water with dissolved oxygen. Journal of Nuclear Materials. 2020. Vol. 532. 152079. doi: 10.1016/j.jnucmat.2020.152079
  9. Kuprin A. S., Belous V. A., Voyevodin V. N. High-temperature air oxidation of E110 and Zr-1Nb alloys claddings with coatings. Problems of atomic science and technology. 2014. Vol. 89. № 1. P. 126–132. URL: https://www.researchgate.net/publication/260134041
  10. Akhiani H., Szpunar J. A. Effect of surface roughness on the texture and oxidation behavior of Zircaloy-4 cladding tube. Applied Surface Science. 2013. Vol. 285. P. 832–839. doi: 10.1016/j.apsusc.2013.08.137
  11. Белаш Н. Н., Петельгузов И. А., Ожигов Л. С., Савченко В. И., Куштым А. В. Влияние высокотемпературного нагрева в водяном паре на свойства оболочек. Вопросы атомной науки и техники. 2011. № 2. С. 88–94. URL: http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/111291
  12. Bobro D. International experience of development and implementation of energy innovative technologirs in nuclear and related fields. Strategic Priorities. 2019. Vol. 51. № 3–4. P. 31–37. URL: https://niss-priority.com/index.php/journal/article/view/261
  13. Гапон Ю. К., Калугін В. Д., Кустов М. В. Механізм внутрішньої корозії сплаву цирконію Zr1Nb В ТВЕЛах. Promising Materials and Processes in Applied Electrochemistry : monograph / editor-in-chief V.Z. Barsukov. Kyiv, 2020. 288 р. URL: http://repositsc.nuczu.edu.ua/handle/123456789/13477
  14. Renčiuková V., Macák J., Sajdl P., Novotný R., Krausová A. Corrosion of zirconium alloys demonstrated by using impedance spectroscopy. Journal of Nuclear Materials. 2018. Vol. 510. P. 312–321. doi: 10.1016/j.jnucmat.2018.08.005
  15. Hapon Y., Kustov M., Kalugin V., Savchenko O. Studying the Effect of Fuel Elements Structural Materials Corrosion on their Operating Life. Materials Science Forum. 2021. Vol. 1038. P. 108–115. doi: 10.4028/www.scientific.net/MSF.1038.108
  16. Barberis P., Skocic M., Kaczorowski D. Shadow corrosion: Experiments and modeling. Journal of Nuclear Materials. 2019. Vol. 523. P. 310–319. doi: 10.1016/j.jnucmat.2019.06.001
  17. Hapon Yu., Kustov M., Chyrkina M., Romanova O. Multistage Corrosion of Fuel Element Materials in Nuclear Reactors. Solid State Phenomena. 2022. Vol. 334 P. 63–69. doi: 10.4028/p-0s9zyu
  18. Baek Jong, Park Ki, Jeong, Yong. Oxidation kinetics of Zircaloy-4 and Zr-1Nb-1Sn-0.1Fe at temperatures of 700-1200 °C. Journal of Nuclear Materials. 2004. Vol. 335. P. 443–456. doi: https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2004.08.007
  • Ви тут:  
  • Головна
  • Архів номерів
  • EN_cat
  • Гапон Ю. К., Кустов М. В., Пономаренко Р. В., Слепужніков Є. Д., Чиркіна М. А. Визначення джерел небезпеки на атомних реакторах з урахуванням корозії твелів. С. 181-191.