2019, Выпуск 1

DOI: 10.55176/2414-1038-2019-1-117-123

Авторы

Соломатин А.Е.¹, Орлова Е.А.², Сорокин А.П.¹, Засорин И.И.¹, Загребаев С.А.¹, Орлов А.В.², Белозеров В.И.²

Организация

¹ Акционерное общество «ГНЦ РФ – Физико-энергетический институт имени А.И. Лейпунского», Обнинск, Россия
²Обнинский институт атомной энергетики – филиал федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего образования «Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ», Обнинск, Россия

Соломатин А.Е.¹ – научный сотрудник. Контакты: 249033, Калужская обл., Обнинск, пл. Бондаренко, 1. Тел.: (484) 399-86-55; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в браузере должен быть включен Javascript..
Орлова Е.А.² – ведущий специалист, кандидат технических наук, доцент.
Сорокин А.П.¹ – главный научный сотрудник, доктор технических наук.
Засорин И.И.¹ – ведущий инженер.
Загребаев С.А.¹ – научный сотрудник.
Орлов А.В.² – ведущий специалист, кандидат физико-математических наук, доцент.
Белозеров В.И.² – ведущий специалист, кандидат технических наук, доцент.

Аннотация

Работа посвящена исследованию материалов (циркония и никеля) для сепарации водорода при его производстве с использованием атомного реактора применительно к разрабатываемому в АО «ГНЦ РФ — ФЭИ» высокотемпературному быстрому натриевому реактору (БН-ВТ) для производства водорода из углеводородного сырья. Эти материалы могут быть использованы применительно к тепловому реактору действующих атомных станций или реактору нового поколения ВТГР, предлагаемым для получения водорода электролизом воды в НИЦ «Курчатовский институт». Водород на АЭС образуется также при реакции воды с конструкционными материалами, при аварийных ситуациях течи воды в натрий и пароциркониевой реакции, при ядерных реакциях и др.
В настоящей работе представлены результаты LAES анализа циркония и никеля после их взаимодействия с натрием и примесями в нем при 1053 К в течение 100 ч в натрии, очищенном от кислорода до уровня, не превышающего 2 мг/кг и содержащем 6 мг/кг водорода. Обнаружено взаимодействие циркония и никеля с натрием и примесями в нем (водородом, кислородом, углеродом). Максимальное количество углерода, кислорода, азота в цирконии сосредоточено в небольшом поверхностном слое образца толщиной около 10 мкм. Водород сосредоточен, вероятно, вблизи границ зерен, содержание кислорода в цирконии существенно превысило содержание кислорода в исходном цирконии, что согласуется с результатами термодинамических расчетов. Показано, что для повышения чистоты водорода и долговечности службы устройства следует цирконий так же, как и никелевую мембрану располагать в газовой фазе.

Ключевые слова
водородная энергетика, ядерные реакторы, сепаратор водорода, никель, цирконий, натрий, вода

Полная версия статьи (PDF)

Список литературы

УДК 621.039.534

Вопросы атомной науки и техники. Cерия: Ядерно-реакторные константы, 2019, выпуск 1, 1:9