水作為反應(yīng)堆的主要冷卻劑之一,在經(jīng)過堆芯的輻照區(qū)時會產(chǎn)生輻解,生成具有強氧化性的O₂、H₂O₂等產(chǎn)物,這些產(chǎn)物會對材料的腐蝕速率造成影響,進而影響反應(yīng)堆的活化腐蝕產(chǎn)物源項。在已有理論和模型的基礎(chǔ)上,將水輻照分解計算和材料腐蝕速率計算結(jié)合起來,以評估水輻照分解對反應(yīng)堆材料腐蝕速率的影響。根據(jù)反應(yīng)堆的運行工況,計算出冷卻回路中水輻解的主要產(chǎn)物O₂和H₂O₂的產(chǎn)額在0.1～10μmol·L^-1之間,結(jié)合電化學中的混合電位理論,進一步計算得出SS316材料的電化學腐蝕速率在0.012～0.026 g·m^-2·h^-1范圍內(nèi)。

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【部分圖文】：

圖1 T=25℃、DR=2.0 Gy·s-1、pH=10.6條件下模擬結(jié)果和實驗結(jié)果對比

通過上述驗證，確認了模型的合理性和準確性，因此可以用此模型來計算反應(yīng)堆條件下水的輻照分解過程。在反應(yīng)堆中，水的輻照分解實際受到一定劑量比的γ輻照和中子輻照。由于目前暫沒有混合射線的具體劑量率及其射線比例的準確值，所以本文擬定γ輻照和中子輻照比例為1:1，劑量率范圍10～1000....

圖2 水輻解產(chǎn)物H2O2和O2穩(wěn)態(tài)濃度隨劑量率的變化

在反應(yīng)堆中，水的輻照分解實際受到一定劑量比的γ輻照和中子輻照。由于目前暫沒有混合射線的具體劑量率及其射線比例的準確值，所以本文擬定γ輻照和中子輻照比例為1:1，劑量率范圍10～10000Gy·s-1的輻射強度進行輻照分解計算，該劑量率范圍涵蓋了反應(yīng)堆的預期運行工況，溫度取為2....

圖3 SS316陽極極化曲線，實驗值和擬合值的比較

式中：icorr表示陽極極化電流密度；E表示陽極電極電位。實驗數(shù)據(jù)和擬合數(shù)據(jù)比較如圖3所示。通過上述步驟，可得到電化學反應(yīng)中的陰極和陽極電流密度和電極電位的關(guān)系，即陰極和陽極極化曲線。將陰陽極的極化曲線用一個坐標系表示，即得到伊文斯腐蝕極化圖，其中陰陽極化曲線的交點即為自腐蝕的穩(wěn)....

圖4 實驗測得不同氧氣濃度下304不銹鋼腐蝕極化[10]

對比圖4和圖5可以看出：在561K溫度下，304不銹鋼在氧氣含量12×10-9和100×10-9的高溫水中的自腐蝕電流密度分別在1.1×10-6A·cm-2和5×10-6A·cm-2左右，實驗值和模擬值差別很小，且實驗測出的陰極極化曲線和模擬得到的陰極極化曲線在趨勢和量級上也....

本文編號：4017173