מבוא: התפקיד הקריטי של הטיהור של Moderator בבטיחות תגובה גרעינית

בשרשרת המורכבת של מערכות המבטיחות את הדור הגרעיני הבטוח והיעילות, המנטר עומד כמרכיב שקט אך חיוני.אם מורכב ממים קלים, מים כבדים או גרפיט, המשימה העיקרית של המנטר היא להאט (מתונים) מהר נויטרונים המיוצרים במהלך טיהור פרטים תרמיים, שם הם נוטים הרבה יותר לגרום סדקים נוספים.

הפיזיקה של ניוטרון מתינות: למה דברים פוריות

Neutrons שנולדו מ- fission יש אנרגיה קינטית גבוהה - באופן קטיווי סביב 2 MeV - והם מסווגים כמו נויטרונים מהירים.לנוטרונים המהירים האלה יש הסתברות נמוכה לגרום לנפיחות נוספת בתדירות הנפוצה בשימוש נפוץ הוא איזוטופ (FLT:0235FLT:1U כדי לקיים תגובת שרשרת, הניטריונים חייבים להאט את האנרגיות התרמיות (0Vic) באמצעות התנגשויות איטיות (Vic) עם יעילותוריד) עם מאקרו-מסוג של כוח איטי של כוח גולגולת).

במודולטור טהור אידיאלי, כמעט כל התנגשות היא גמישה, ואת אובדן נויטרונים היחיד הוא מדליפה או parasitic ללכוד בחומרים מבניים.עם זאת, אפילו עקבות לאמצעים יכולים להגדיל באופן משמעותי את החלקה הספיגה.לדוגמה, הוספת 1 ppm של בורון למים מגביר את החלק המקרוסקופי על ידי בערך 3 barn perom, אשר יכול לשנות את הניטר על ידי כמה אחוזים של תגובה טיפוסית של דלק (Rupient)

סוגים של משתנים וזיהומים אופייניים שלהם

  • (ב) ויקרא י"א): "המאור" (ה') (ה') ויקרא י' (ב') ויקרא:2O): "המשכילה הנפוצה ביותר ב-PWRs ו-"מקדשים" (BWRs) אימפולסים כוללים מלחים מומסים (chlorides, sulfatesulfates), מוצרי קורוזיאום (ברזל, כרום), גזים (ממנים), מימן, מימן, מימן, מימן, מימן, ו-חמצני), ו-"מאורות), ו-"מאורותים (מאורות"מאורות), אך נחשבומטען מחדש (מחוסנים).
  • (ב) ויקרא: ויקרא י"א): "בְּאֶבְהִיא הָאָרֶץ הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא
  • (ב) [15] , ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

אימפולסים ספציפיים והמכניזם שלהם של חרם

ניוטרון Absorbers (הרעלת)

הדרך הישירה ביותר אי-שקט יכול להשפיע על פעולת כור היא על ידי לכידת נויטרונים אשר אחרת יגרום לסדקים.אלמנטים עם ⁇ תרמית גבוהה של רשלונות ספיגה צולב הם בעייתיים במיוחד.

  • (ב) [ה] [ה] [ה] [ה] [ה]]][2]]]]]: [ה'] ⁇ [ה'] [ה'][ה']]][ה']] [ב[[1848]]], [ה[[המאה ה-20]]], ה[[ה[[המאה ה-20]],]],]],]], [[ה[[ה[[ה[[המאה ה[[המאה ה-20]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]],]],]],]],]],]],]],]], [[1924]],]], [[1924]]]],]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]], [[1924]], [[1924]]]]]]]]]], [[1924]], [[1924]], [[1924]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]
  • (FLT:0Cadmium ו- Earths נדירים (Gd, Sm, Eu): irph:1 אלה איזוטופים נמצאים לעתים קרובות כשרידים בחומרים מבניים.
  • (ב) [ה] [ה] [ה][דרוש מקור]] [ב]] [ה]]][דרוש מקור]]] [ה]]]] [ה[[1924]]]]]], אך כלוריד יניב [ה[[המאה ה-20]], וניתן לתקוף את רכיבי נירוסטה, ושחררו עוד זיהומים.

תגובות כימיות ו-Corrosion Promoters

לא כל המכשולים הם סופגנים חזקים של נויטרונים; חלקם מדביקים את המכשול על ידי כור כורים תוקפים מבחינה כימית או להפקיד על פני פני השטח של דלק.

  • (FLT:0)Chlorides ו sulfates:cioFLT:1 אפילו ברמות תת-פם, אלה ions יכול ליזום סדקים בפלדה אל-חלד ו- Inconel, במיוחד בסביבות מים עתירי גבוה.קפיץ propagation באלמנטים שליטה (למשל, מנגנוני נהיגה מבוקרת) יכול להוביל למוטות או לאבד אירועים מגניבים.
  • (ב) ⁇ :0 (OFreaLT:1 ;2FLT:2FLT:2RE): ⁇ 3 בכורי מים קלים, חמצן מאיץ את קורוזיה של פלדה פחמן ויכול לגרום "התקפה בין-גרפית מושרה-אורגית" בפלדות אל-חלד.
  • (ה-HFLT:0) HFLT:1ir3ph:2FLT:3; בעוד מימן הוא לעתים קרובות הוסיף במכוון חמצן scavenge, מימן עודף יכול לגרום hydriding של סגסוגת zirconium סגסוגת דלק, המוביל ל embrittlement וכישלון דלק פוטנציאלי.

מזהמים רדיואקטיביים והשלכות הבטיחות שלהם

זיהומים שהופכים מופעלים בשפעת ה-Nutron מייצרים איזוטופים רדיואקטיביים שמסבך את פעולות הצמח ולהגדיל את המינון של האדם.

  • (ב) [ה]:0 [ה] ל-59 ל-Combalt-60:FLT]:1 קובבלט בכמויות של עקבות (מתוך עונד של מושבים מבוססי סטליטה) הופך לארוך-הזמן:26060FLT:3ubt (חצי חיים 5.27 שנים), גמא חזק פולט קופה-60 פיקדונות על פני השטח, נהיגה על פני השטח.
  • (ב) ויקרא י"א: ויקרא י"א): "ה' (ב') ויקרא י"א) ,"ב' (ב"ב) ,"ב) ,"ב[[1924]]"ב]], הוא [[1924]], [[1924]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]
  • (ב) [ה] [ה] [ה]]: [ה] [ה]]: [ה] [ה]: [ה]][ה]]][ה]]][ה]]]][ה]]]][ה']: [ה'[ה'] [ה']][ה']']'[ה']']']'[ה'[ה']']']'[ה']']']'[ה']']'[ה'[ה'[ה'[ה'[ה'[ה']']']'[ה'[ה']'[ה'[ה']']'[ה']']'[ה'[ה'[ה']']']']']']']'[ה']']']'[ה'[ה'[ה']']']'[ה']']']'[ה'[ה']'[ה']']'[ה']']'[ה'[ה'[ה'[ה'[

השפעות על תגובה Kinetics ובטיחות Margins

טוהר המחליף אינו רק משפיע על מאזן נויטרונים יציב; הוא גם משנה את התגובה הדינמית של הכור להפרעות.

Reactivity Coefficients and טמפרטורה Feedback

הטמפרטורות המנטרן (MTC) מתאר כיצד פעילות מחדש משתנה כאשר הטמפרטורה של המדגם עולה.בכורים ממותקים במים, ה- MTC הוא שלילי - תכונה בטיחותית טבועה - כי חימום מפחית צפיפות מים, אשר שניהם מפחיתים את המתינות ומגדיל את רמות דליפת הטרוף של הרחם.עם זאת, ריכוזי ברון גבוה (מחומצה בומית מכוונת או בירום) יכולים להפוך את MTC שלילי פחות או יותר, במיוחד, במיוחד, במיוחד, למעט דלק שלילי, במיוחד, בשלב מוקדם של כוח חיובי.

Shutdown Margin and Reactivity control

שולי ההשבתה (SDM) הוא כמות של פעילות שלילית זמינה כדי לסגור במהירות את הכור מכל מצב הפעלה. Neutron-absorbing נחיתות במכוון ביעילות "להגיב" הכור, להפחית את הערך של מוטות בקרה.אם רמות החלפת עולות באופן בלתי צפוי, SDM יכול לכווץ מתחת לגבולות רגולטוריים, מה שהופך את הפחתת הכוח או האטה.

Power Distribution and Hot Channel Factors

זיהומים מקומיים ליצור אזורים של ערפילי גבוה או נמוך יותר פלוקס, שינוי חלוקת החשמל על פני הליבה. כוח לא חד-ממדי יכול להוביל כתמים חמים, טמפרטורות דלק מוגברת, ואת הרתיחה מקומית בכמה ערוצים.זה מקטין את שולי היציאה מדלקת הרחם (DNB) בפורי חום קריטיים (CHF) ב BWR, מגביר את הסיכון של טוהר חיוני עבור טוהרים מעגליים.

עקבו אחרי Purification Technologies

בהתחשב בהשלכות החמורות של ההידרדרות המנטרת, צמחים גרעיניים משתמשים במערכות מרובות, מחוספסות כדי לפקח ולטהר את המנטר.

פיקוח על כימיה באינטרנט

מדד מתמשך של מוליכות, pH, חמצן מומס, וריכוז מוצר קורוזי מספק מידע בזמן אמת. עבור מים כבדים, טוהר איזוטופי (DigFLT:02earFLT:1O לעומת HFLT:2oripleve:2FLT 3O) הוא מעקב אחר ספקטרום אינפרא אדום או ספקטרום המוני.

טיפול כימי ומיזוג

  • (ב) [ה]ב[[המאה ה-20]], [[המאה ה-20]], [[1924]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]], [[1924]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]], [[1924]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]], [[1924]], [[1924]], [[[[1924]]]]]] [[[[1924]]]]]], [[[[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[[[1924]]]]]] [[[[1924]]]]]] [[[[1924]]]]]]]] [[[[[[1924]]]]]]
  • (FLT:0) ההזרקה של Hydrogen:FLT:1 ב BWRs, מימן מוזרק להגיב עם חמצן באופן רדיוי ומדכא קורוזיה, צמצום ריכוז המינים המחמצן.
  • (ב) ⁇ :0) בקרת חומצה בוטרית: 1 ב PWRs, ריכוז חומצי בוץ הוא מגוון במהלך מחזור הדלק כדי לפצות על שריפת דלק.החומצה הבוקרית עצמה חייבת להיות חופשית ממזהמים ניטרון-אבביטמונים (למשל, FLT:210F3LT 3B כבר נוכח, אך אלמנטים אחרים כמו קדריום יש להימנע).

מערכות טיהור

שתי מערכות משנה עיקריות שומרות על המתווך נקי:

  1. (FLT:0) תחליפי התחדשות: ⁇ 1) אלה להסיר זיהומים ionic מומסים - מוצרי קורוזיה, מוצרי סדקים, ותוספים כימיים לאחר שהם שירתו את מטרתם. resinsbed מעורב משמש הן הדבקה והן להסרת כריתת כריתת מים כבדים, יש לגרוע כדי למנוע דילולו של חומר.
  2. (FLT:0)Filtration and demineralization:BuildFLT) 1 מסננים מכניים (בדרך כלל 5 מיקרומטר או קטן יותר) להסיר חומר חלקיקים כגון crud (מוצרי קורוזיה מופעל) ו resin קנסות.יש צמחים להשתמש מסננים אלקטרומגנטיים כדי להסיר חלקיקים פרומגנטיים ביעילות רבה יותר.

בנוסף, degasrs (למשל, מפיץ אבק או מגברי מלמברנה) להסיר גזים מפורקים (oxygen, מימן, חנקן, גזים אציליים) מהמארגן, הפחתת קורוזיה וייצור רדיוליטי של מינים לא רצויים.

ניתוח מעבדה ו-Sampling and Laboratory Analysis

דגימות לתפוס שבועי או חודשי נבדקים עבור חבילה של contaminants: Total Organic Carbon (TOC), כלור, פלואוריד, פלואוריד, סולפט, ניקל, אלומיניום, סיליקון, מוצרי טבול ספציפיים כגון FLT:0137FLT 1Cs ו-FLT:2131FLT 3I Actinides (urium, pine) הם גם חשדו של חומר חנקן (Ricial) אם הם חנקן) אם הם חנקן) חנקן (R) חנקן) ו-R).

מחקרים: כאשר הטיהור של ה- Moderator היה מפופשר

תקרית ב- Pickering (CANDU) תחנת ייצור גרעינית (1983–1985)

בתחילת שנות השמונים, כמה יחידות CANDU ב Pickering (Ontario) חוו שיעורי קורוזיה גבוהים במערכת ה-חום-transport, עקבה על תוקפנות של כלורידים ממתקן חום פגום פגום פגום פגום . chlorides, בריכוזים נמוכים כמו 5 pb, גרם corrosion סדק בפלדת נירוסטה, המוביל לריצה כפויה של יחידת 2 חודשים נוספים על ידי אותו מדד המטען (כולל ירידה מוגברת של ניתוח) על ידי ירידה נוספת של אותה מידה של ירידה של ירידה של ניתוח קיסרית (אוריד) על ידי שלושה חודשים).

The Chernobyl Disaster (1986) - Graphite Moderator

בעוד שהגורמים העיקריים של תאונת צ'רנוביל היו פגמים עיצוב ושגיאות המפעיל, הטוהר של המנטר הגרף שיחק תפקיד משני. בכור RBMK, הערימה הגרף צברה נחיתות מן תערובת גז הליום-ניטרוגן אשר טיהור את הליבה.בשנים, מים ריקים, שמנים אורגניים (ממשאבטים), אבק המכיל עקבות כגון סיליקון-רגן חיתוך יעיל של גרף חיתוך גרף, גרף יעיל של גרף, גרף יעיל יותר, תוך כדי ירידה של גרף יעיל של גרף של גרף של גרף יעיל של גרף של גרף גרף יעיל של גרף גרף גרף גרף גרף גרף גרף גרף גרף גרף גרף יעיל יותר, לאחר שנים, 000 גרף יעיל של גרף יעיל.

TRIGA Research Reactors - Silver-Indium-Cadmium Control רוד בעיות

בחלק מהכורים למחקרי פנים מסוג TRIGA, indium-cadmium (Ag-In-Cd) שולטים מכרסמים ידועים לשחרר ions כסף לתוך המכשול במים באמצעות קורוזיה של מפולת המוטה cladding.הכסף לאחר מכן להפקיד את רכיבי הדלק, יצירת כתמים חמים מקומיים.במקרה אחד (2001, כור האוניברסיטה), כסף מופעל כדי להפעיל 110m, הדורשים ניטור של חומר מתכת / קירור נוסף של קרינת מתכת (R)

סטנדרטים רגולטוריים ופרקטיקה הטובה ביותר

הרגולטורים הגרעיניים ברחבי העולם הקימו הנחיות לכימיה של מארגן כדי להבטיח הפעלה בטוחה.

  • (ב) ,0.7 תקנים בטיחותיים: ⁇ 1 (FLT:1 ;2 בטוח של צמחים כוח גרעיניים: DesigncioFLT 3: 3 (SSR-2/1 Rev.1) דורש כי מערכות מודולר "ישמרו את טוהר המנופים בתוך גבולות שנקבעו" וכי "אמצעי זיהוי והסרתם של חומרים"א"א"א מפרסם גם מדריכים מדויקים וכימיה.
  • (FLT:0)U.S. NRC Regulatory Guide 1.183:FLT:1 עבור PWRs ו BWRs, מדריך זה מגדיר גבולות מקובלים עבור כימיה קירור ראשונית כולל מוליכות, pH, חמצן מומס וריכוזים אימפולסיביים.הוא גם מחייב מדידת תקופתית של פעילות רדיונוקל כדי לזהות תקלות דלק.
  • (המכון המדעי של Power Research Institute) הנחיות: ההרחבה של EPRI:2PWR ראשי תיבות של אספקת תדרי ניטור מפורטים, רמות פעולה ופעולות נכונות עבור סטייה כגון סגסוגת גבוהה (>5b for PWRs) או ריכוזי מימן מופרזים.
  • (FLT:0) אגודות התקנים קנדיים (CSA) N291:FLT:1 עבור מערכות מים כבדות CANDU, תקן זה מגדיר גבולות טוהרים אוטופיים (מינימום 99.75 wt% DevolveFLT:203FLT 3:2FLT 3O) ומגבלות אי-נוחות כימיות עבור מתפזרים, שמנים, chlorides.

שיטות הטובות ביותר כוללות גם הפעלת "ועדת כימיה" בכל אתר, ביצוע ניתוחים שורש לכל מעבר כימיה, ושימוש בשליטה בתהליך סטטיסטי כדי לזהות מגמות איטיות של צמיחה לפני שהם מגיעים לגבולות פעולה.

מגמות עתידיות בניהול הטוהר

ככל שעיצובי כור חדשים מופיעים, הטוהר של המנוור נשאר דאגה קריטית.

  • (FLT:0) מגיבים מודולריים קטנים (SMRs): אנדרל 1 (SMRs) רבים מתוכנת SMR מים רבים להשתמש במערכות עיקריות אינטגרליות עם מלאי קריר מופחת.שליטה פורסיטי תסמוך על מערכות טיהור קומפקטיות, יעילות גבוהה עיצובים SMR לחסל חומצה ריברית לחלוטין, להסתמך במקום על שליטה על מוטות והרעלת כוויות, אשר מציבים דגש גדול יותר על מערכות קומפקטיות מתכתיות.
  • (FLT:0) ממול מלח (MSRs): 1 ב MSRs, הדלק מומס במ מלח מודול / מקוטב. ניהול טוהר המלח - הסרת מוצרי פשידה, מוצרי קורוזיה, ו תחמוצת תחמוצת שיניים בלתי פתירה - דורש סינון מתקדם והפרדה אלקטרוכימית.
  • <חזק> מתקדם Graphite Moderators: עבור הדור הבא כורים עתירי עתירי עתירי (VHTR), טוהר גרפיט (תוכן <50 ppm) חיוני כדי להפחית את ספיגת נויטרונים. טכניקות עיבוד חדשות, כגון "בלוק גרפיט טהור" שפותח ביפן, להפחית את הבורון ל <0.1m, ומאפשר שימוש דלק גבוה יותר.
  • (FLT:0) ניטור מקוון עם AI:FLT:1 Distributed חיישנים אופטיים ואלגוריתמי למידת מכונה נבדקים כדי לחזות את הצטברות הזיהומים לפני שהוא מגיע לרמות מזיקות.מערכות אלה יכולות לשלב קלטות מרובות - מדגימות gamma, מוליכות, וספקטרום המוני - כדי להמליץ על התאמות בטמפרטורות בזמן.

מסקנה

טוהר משנה הוא הרבה יותר מאשר בעיה של המחלקה הכימיה; הוא שוכן בלב בטיחות הכור הגרעיני, יעילות וגמישות תפעולית.מפיזיקה של ספיגת נויטרונים לכימיה של קורוזיה והפעלה, כל היבט של איכות מודולר משפיע על התגובה המיידית של הכור וצעדים ארוכי טווח כדי לשמור על סטנדרטים של אימונים מתקדמים יותר.