Авторы
Варсеев Е.В., Алексеев В.В.
Организация
Государственный научный центр Российской Федерации – Физико-энергетический институт имени А.И. Лейпунского, Обнинск, Россия
Аннотация
Для расчета массопереноса в ЖМ необходимы такие фундаментальные свойства веществ, как коэффициенты диффузии и растворимости индивидуальных веществ в натрии. В работе представлен литературный анализ, который содержит сравнение различных литературных данных по растворимостям основных веществ в жидкометаллических теплоносителях – натрии и свинце, разбитых на две труппы: металлические и неметаллические примеси. В работе показано, что несмотря на долгую историю использования жидких металлов как теплоносителей, эти параметры на сегодняшний день изучены недостаточно подробно, данные различных авторов значительно различаются.
Ключевые слова
массоперенос, натрий, свинец, примеси, растворимость
1. Weeks J.R., Isaacs H.S. Advances in Corrosion Science and Technology, New York, NY: Plenum Press, 1973, p. 1-67.
2. McPheeters C.C., Raue D.J. Sodium hydride precipitation in sodium cold traps. ANL-79-101 ANL-79-101
3. Алексеев В.В. Массоперенос трития и продуктов коррозии конструкционных материалов в контурах с натриевым теплоносителем: диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. – ГНЦ-РФ ФЭИ, Обнинск, 2002.
4. Developpement d’un modele de transferts couples pour l’aide a la conception et a la conduite des systemes de purification du sodium des reacteurs a neutrons rapides par NayiriKhatcheressian,Toulouse, INPT, 2013.
5. Handbook on Lead-bismuth Eutectic Alloy and Lead Properties, Materials Compatibility, Thermal-hydraulics and Technologies. – Paris: OECD/NEA, 2007. – P. 691.
6. James R. DiStefano. Review of Alkali Metal and Refractory Alloy Compatibility for Rankine Cycle Applications. J. Mater. Eng. 1989.
7. Натрий реакторной чистоты для реакторов БН. Технические требования и методы контроля примесей: ОСТ 95 10582-2003: Стандарт отрасли, 2003.
8. Noden J.D. A general equation for the solubility of oxygen in liquid sodium // J. Brit. Nucl. Eng. Soc. – 1973. – V. 12. – No 3. – P. 329.
9. Козлов Ф.А. Очистка натрия от кислорода и контроль за содержанием кислорода в натрии: Диссертация на соискание степени кандидата технических наук. – ГНЦ-РФ ФЭИ, Обнинск, 1964. 276 с.
10. Козлов Ф.А., Загорулько Ю.И., Богданович Н.Г. и др. Растворимость индивидуальных веществ в натрии: Препринт ФЭИ-510. – Обнинск, 1974. 98 с.
11. Загорулько Ю.И., Козлов Ф.А., Воробьева Т.А. Дополнительные данные по растворимости индивидуальных веществ в натрии: Препринт No 2412. – Обнинск: ГНЦ РФ-ФЭИ, 1997. 32 c.
12. Eichelberger R.L. Solubility of Oxygen in Sodium: Recommended expression // Report AI-AEC-12685. AtomicsInternational, CanogaPark. 1968. – Р.21.
13. Kozlov F.A., et al, Alkali Metal Coolants // IAEA. – 1967. Р.461.
14. Whittingham A.C. An equilibrium and kinetic study of the liquid sodium-hydrogen reaction and its relevance to sodium-water leak detection in LMFBR systems // Journal of Nuclear Materials. 1976. Vol.60. Issue 2. Р.119-131.
15. Vissers D.R., Holmes J.T., Bartholme L.G., Nelson P.A. Hydrogen-activity meter for liquid sodium and its application to hydrogen solubility measurements // Nucl. Technol. V.21. No.3. P.235-244.
16. Proceedings of the Second International Conference on Liquid Metal Technology in Energy Production, Richland, Washington, 1980.
17. Козлов Ф.А., Алексеев В.В., Сорокин А.П. Развитие технологии натрия как теплоносителя быстрых реакторов // Атомная энергия. 2014. Т.116. Вып.4. С.228-234.
18. Никитин В.И. Физико-химические явления при воздействии жидких металлов на твёрдые. М.: Атомиздат. 1967. 442 с.
19. Baus R.A., Bogard A.D., Grand J.A. et. al. The Solubility of Structural Materials in Sodium // Proc. 2nd the Int. Conf. on the Peaceful Uses of Atomic Energy. – 1956. Vol.9, 356-363.
20. Singer R.M., Fleitman A.H., Weeks J.R., Isaacs H.S. Measurements of the Solubility of Iron and Chromium in Sodium Corrosion by Liquid Metals // Liquid metal systems. – 1970.
– Р.561-576.21. Zhang J., Marcille T.F., Kapernick R. Theoretical Analysis of Corrosion by Liquid Sodium and Sodium-Potassium Alloys. Corrosion: July 2008. Vol.64. No.7. Р.563-573.
22. Awasthi, S.P., Borgstedt, H.U. An assessment of solubility of some transition metals (Fe, Ni, Mn and Cr) in liquid sodium // J. Nucl. Mater. 1983. 116. 103.
23. Sridharan R., Gnanasekaran T., Periaswami G., Mathews C.K., Thermochemistry of Na-Fe-O System and its Relevance to Corrosion of Steels in Sodium // Liquid Metal Systems. New York: Plenum. – 1995. P.269-277.
24. Awasthi S.P., Borgstedt H.U. Proceedings of the 3rd international conference on liquid metal engineering and technology; Oxford (UK); 9-13 Apr 1984. P.25-269.
25. Beskorovainyi N. M., Ioltukhovskii A.G. Structural materials and liquid metal coolants. Moscow, Energoatomizdat, 1983.
26. Иолтуховский А.Г., Красин В.П., Люблинский И.Е. и др. Исследование стойкости 12% хромистых сталей в расплавах натрии-литии / Сб. «Материалы атомной техники». М: Энергоатомиздат, 1983. С. 14-23.
27. Eichelberger R.L., McKisson R.L. Solubility studies of Cr, Co, Mn, Mo, Ni, Nb, Ti, V, and Cr in liquid sodium. AEC Research and Development Report: AI-AEC-12955. Downey: Atomics International, 1970 p. 30.
28. Громов Б.Ф., Орлов Ю.И., Мартынов П.Н., Гулевский В.А. Проблемы технологии тяжёлых жидкометаллических теплоносителей (свинец-висмут, свинец) // Тяжёлые жидкометаллические теплоносители в ядерных технологиях. / Под редакцией Б.Ф. Громова. – Обнинск: ГНЦ РФ-ФЭИ, 1999. – Т. 1. – С. 92-106.
29. Opie W.R., Grant N.I. Solubility of hydrogen in molten lead //Trans. AIME. – 1951. V.191. Р.244-245.
30. Comparative assessment of thermophysical and thermohydraulic characteristics of lead, lead-bismuth and sodium coolants for fast reactors // TECDOC-1289. Vienna: IAEA. 2002. – Р.72.
31. Schroer C., Konys J. Physical Chemistry of Corrosion and Oxygen Control in Liquid Lead and Lead-Bismuth Eutectic Forschungszentrum Karlsruhe - WissenschaftlicheBerichte - FZKA 7364.
32. Barteld K., Hofmann W. Sauerstoffbestimmung in Blei //Erzmetall. 1952, Bd.5, H.3, S.102-105.
33. Alcock C.B., Belford I.N. Thermodinamics and solubility of oxygen in liquid metals from E.M.F. measurements involving solid electrolytes. Part 1. Lead //Trans. Faradey Society. – 1964. V.60. No 497.
Р.822-835.34. Richardson F.D., Webb L.E. Oxygen in molten lead and the thermodynamics of lead oxide-silica melts // Bull. Inst. Mining and Metallurgy. – 1955. V.64. No 584. Р.529-564.
35. Krysko W.W. Die SauerstofflöslichkeitimBlei und derentechnologischeBedentung //Erzmetall. – 1975. Bd.28. No 7/8. S.342-347, I, II, III.
36. Isecke B., OstwerwaldJ..Über die Löslichkeit von Sauerstoff in flüssigemBlei // Erzmetall, 1976, Bd. 29, No 1, S.11-12.
37. Ali-Khan. Solubility of iron in Liquid lead //Material Behev. and Phys. Chem. Liquid Metal Syst. Broc. Conf., Karlsruhe, March 24-26, 1981, New York-London: Plenum Press. – 1982. Р.237-242.
38. Weeks J.R., Romano A.J. Liquidus curves and corrosion of Fe, Ti, Zr and Cu in Liquid Bi-Pb alloys // Corrosion. – 1969. V.25. No 3. Р.131-136.
39. Gurinsky D.H. The behavior of materials in aggressive liquid metals // Nucl. Metallurgy. – 1956. Р.5-20.
40. Miller K.O., Elliott J.F. Phase relationships in systems Fe-Pb-Ni, Fe-Ni-C(sat) and Fe-Pb-Ni-C; 1300° to 1550°C //Trans. Metallurg. Soc. AIME. – 1960. V.218 (oct.). Р.900-910.
41. Stevenson D.A., Wulf J. Liquid-solid phase distribution studies in the system iron-lead, cobalt-lead, chromium-tin and nickel-silver //Trans. Metallurg. Soc. AIME. – 1961. V.221. No 2. Р.271-275.
42. Alden T., Stevenson D.A., Wulf J. Solubility of nickel and chromium in molten lead //Trans. Metallurg. Soc. AIME. 1958 (1959). V.212. No 1. Р.15-17.
43. Шанк Ф.А. Структуры двойных сплавов. М.: «Металлургия». 1973. 760 c.
44. Баландин Ю.Ф., Марков В.Г. Конструкционные материалы для установок с жидкометаллическими теплоносителями:- Л.: Судпромиздат, 1961. 207 с.
45. Pelzel E. Die Löslichkeit von Kupfer, Nickel und Kobalt in flüssigem Blei. Metall. – 1955. Bd.9. No 15/16. S.692-694.
46. Рыбалкин Е.М., Бурылёв Б.П. Диаграмма состояния системы никель-свинец // Термодинамические свойства расплавов. Новокузнецк. – 1969. С.225-232.
47. Davey T.R.A. Determination of solubilities in liquid process metallurgy // Physical Chemistry of Process Metallurgy. Metallurg. Soc. Conf. New York: Interscience publishers. – 1961. V.7. Рpart 1. Р.581-600.
48. Miller K.O., Elliott J.F. Phase relationships in systems Fe-Pb-Ni, Fe-Ni-C(sat) and Fe-Pb-Ni-C; 1300° to 1550°C //Trans. Metallurg. Soc. AIME. – 1960. V.218 (oct.). Р.900-910.
49. Borgstedt H.U., Guminski C. Solubility data series, v. 63 Metals in Liquid Alkali Metals, Part I: Be to Os (1996) Oxford: Oxford University Press. – 1996. – Р.310.
УДК 621.039.534.6 + 544.351.3
Вопросы атомной науки и техники. Cер. Ядерно-реакторные константы, вып. 2014, 2, 2:12