EDN: GLVUJF
Авторы
Долженков Е.А.
Организация
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем безопасного развития атомной энергетики Российской академии наук, Москва, Россия
Долженков Е.А. – старший научный сотрудник. Контакты: 115191, Москва, Большая Тульская ул., д. 52. Тел.: (495) 955-22-85; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в браузере должен быть включен Javascript..
Аннотация
Карбид бора, обладая высоким сечением поглощения нейтронов, широко используется в качестве материала пэла в российских и западных РУ. В условиях тяжелой аварии происходит отказ оболочки пэла вследствие эвтектических взаимодействий или плавления материала оболочки и создаются условия для прямого доступа пара к поверхности карбида бора. Важность реакции окисления карбида бора паром определяется ее вкладом в источник водорода и образованием газообразных углерод- и борсодержащих соединений, которые могут влиять на химию и перенос в первом контуре некоторых продуктов деления, в частности, йода (газообразные формы) и цезия. Влияние окисления карбида бора на состав атмосферы в РУ и ЗО может существенно возрасти в условиях применения технологии толерантного топлива и подавления паро циркониевой реакции.
Цель настоящей работы – адаптация модели окисления карбида бора для моделирования источника водорода и угарного газа при тяжелой аварии на АСММ.
Для демонстрации корректности работы адаптированной модели и используемого в ней набора модельных допущений была выполнена ее валидация на данных экспериментов BOX по высокотемпературному окислению карбида бора в паро аргоновой смеси: модель хорошо описывает динамику выхода водорода и угарного газа при температурах до 1200 °C, при более высоких температурах – модель переоценивает эти величины.
Ключевые слова
модель, окисление, карбид бора, водород, угарный газ, диффузия, поглощающий элемент, тяжелая авария, разработка, валидация
Полная версия статьи (PDF)
Список литературы
- Mitigation of Hydrogen Hazards in Severe Accidents in Nuclear Power Plants. IAEA-TECDOC-1661. Vienna: IAEA, 2011.
- Accident Tolerant Fuel Concepts for Ligth Water Reactors. IAEA-TECDOC-1797. Vienna: IAEA, 2014.
- Долженков Е.А., Рыжов Н.И., Чалый Р.В., Томащик Д.Ю., Лепехин А.Н., Кислицын Д.В. Оценка выхода водорода в условиях тяжелой аварии на АСММ с РУ РИТМ-200. Труды КЯЭ-2022 «Корабельная ядерная энергетика. Направления развития ЯЭУ перспективных объектов Военно-Морского флота и Минобороны России. Вопросы обеспечения эксплуатации действующих корабельных ЯЭУ». АО «ОКБМ Африкантов», Нижний Новгород, 12–13 октября 2022, с. 354–359.
- Долженков Е.А., Рыжов Н.И., Чалый Р.В., Томащик Д.Ю., Лепехин А.Н., Кислицын Д.В. Выход водорода при ТА на РУ РИТМ-200Н за счет процессов окисления. Труды XI Всероссийской молодежной конференции «Научные исследования и технологические разработки в обеспечение развития ядерных технологий нового поколения». АО «ГНЦ НИИАР», Димитровград, 17–21 апреля 2023, с. 52.
- Veshchunov M.S., Berdyshev A.V., Boldyrev A.V. et al. Modelling of B4C Oxidation by Steam at High Temperatures Based on Separate-effects Tests and Its Application to the Bundle Experiment QUENCH-07. Report FZKA 7118. Forschungszentrum Karlsruhe, June, 2005. DOI: 10.5445/IR/270061854.
- Steinbruck M., Veshchunov M.S., Boldyrev A.V., Shestak V.E. Oxidation of B4C by steam at high temperatures: New experiments and modelling. Nuclear Engineering and Design, 2007, vol. 237, pp. 161–181. DOI: 10.1016/j.nucengdes.2006.05.011. EDN: LKJGYT.
- Steinbruck M., Meier A., Stegmaier U., Steinbock L. Experiments on the Oxidation of Boron Carbide at High Temperatures. Technical Report FZKA-6979, May, 2004, pp. 1–117.
- Bolshov L.A., Dolganov K.S., Kiselev A.E., Strizhov V.F. Results of SOCRAT Code Development, Validation and Applications for NPP Safety Assessment under Severe Accidents. Nuclear Engineering and Design, 2019, vol. 341, pp. 326–345. DOI: 10.1016/j.nucengdes.2018.11.013. EDN: VZQFJH.
- FPT3 FINAL REPORT, IP/11/589, DPAM/DIR-2011-206.
- Konings R., Stoller R. Comprehensive Nuclear Materials. Chapter 2.15. 2nd Edition, 2020.
- Singh P.C., Singh S. Development of a New Correlation for Binary Gas Phase Diffusion Coefficients. 1983. Int. Commun. Mass Transf., 1983, vol. 10, p. 123.
- Repetto G, De Luze O., Seiler N. et al. B4C Oxidation Modelling in Severe Accident Codes: Applications to PHEBUS and QUENCH experiments. Progress in Nuclear Energy, 2010, vol. 52, pp. 37–45. DOI: 10.1016/j.pnucene.2009.09.017. EDN: MZNCJD.
УДК 621.039.586
Вопросы атомной науки и техники. Cерия: Ядерно-реакторные константы, 2025, № 1, c. 179-193
