Авторы
Осипов А.А., Иванов К.Д.
Организация
АО «Государственный научный центр Российской Федерации – Физико-энергетический институт имени А.И. Лейпунского», Обнинск, Россия
Осипов А.А. – старший научный сотрудник. Контакты: 249033, Калужская обл., Обнинск, пл. Бондаренко, 1. Тел.: (910) 526-74-71; e-mail:
Иванов К.Д. – ведущий научный сотрудник.
Аннотация
Жидкие металлы в настоящее время нашли применение в качестве теплоносителей в реакторных установках различного назначения. При этом оказалось, что для нормальной эксплуатации таких установок требуется обеспечить пониженное содержание в теплоносителе примеси кислорода. Особенно это актуально для установок с тяжелыми жидкометаллическими теплоносителями на основе расплавов свинца либо свинца-висмута. Для контроля кислорода в этих системах широкое распространение получили электрохимические датчики, в которых в качестве электродов сравнения используются насыщенные кислородом жидкие металлы. При использовании жидких металлов в качестве теплоносителей, а также при их использовании в датчиках термодинамической активности кислорода возникает вопрос о равновесном составе оксида, контактирующего с этим жидким металлом. В стандартном подходе считается, что при насыщении жидкого металла кислородом образуется оксид стехиометрического состава, однако хорошо известно, что составы оксидов могут зависеть от парциального давления кислорода и характеризоваться широкой областью гомогенности. В настоящей статье излагается подход к расчету составов нестехиометрических оксидов, находящихся в равновесии с системой жидкий металл — кислород в предположении, что изобарно-изотермический потенциал образования оксида можно описать параболической зависимостью от состава. В работе рассмотрен способ определения состава равновесного с металлическим расплавом нестехиометрического оксида. Этот способ базируется на использовании для построения параболической зависимости реперных оксидов и условия достижения минимума этой зависимости. На примере систем Pb-O и Bi-O показано, что равновесный с металлом состав оксидов свинца и висмута обогащен металлическим компонентом и слабо зависит от активности металла.
Ключевые слова
жидкий металл, разбавленный раствор, нестехиометрический оксид, термодинамическая активность, кислород, насыщение
УДК 544.3:536.7
Вопросы атомной науки и техники. Cерия: Ядерно-реакторные константы, 2024, № 1, c. 198–203