9.3. Особливості вхр реакторних контурів аес.
В реакторних контурах АЕС не можна уникнути наявності О2, бо він утвориться як продукт радіолізу води.
В якості первинних продуктів радіолізу утворяться радикали Н, ОН і електрони. Радикальні продукти вступають в реакції один з одним, рекомбінують або утворюють молекулярні продукти радіолізу:
Н + Н
Н2
ОН + ОН Н2О2
Н + ОН Н2О
Зменшити кількість радіолітичного водню вдається шляхом створення в воді надлишкової концентрації Н2. Подавлення процесу утворення О2 може протікати, наприклад, по такій реакції:
Н2О + Н Н2О + ОН.
Цей процес можна реалізувати тільки в 2-х контурних АЕС, де в реакторі однорідне середовище. Створення надлишкової концентрації Н2 досягається шляхом додавання аміаку. В результаті радіолізу утвориться Н2. При цьому водночас здійснюється корегування рН до рівня, оптимального для експлуатації сталей.
На сучасних АЕС з ВВЕР широко використовується засіб регулювання нейтронного потоку введенням рідкого абсорбенту – борної кислоти (Н3ВО3), концентрація якої може змінюватися при роботі на потужності від 0 до 8 мг/кг.
Щоб уникнути підвищення швидкості корозії і виходу продуктів корозії в теплоносій за наявності борної кислоти, її варто нейтралізувати лугом.
Для цієї мети можуть бути використані сильні луги (КОН, LiOH) або аміак. При використанні перших вимагається додаткове введення Н2 в теплоносій для подавлення радіолізу. Застосування NH3 в якійсь мірі вирішує проблему подавлення радіолізу, але це рішення недостатньо ефективне для підтримання рН на необхідному рівні, бо при t=300 0С лужні властивості аміаку знижуються приблизно у 100 разів у порівнянні з 25 0С. Тому у ВВЕР з борним регулюванням застосовується змішаний аміаково-калієвий ВХР.
Існують також додаткові зовнішні джерела надходження домішок (ядерне пальне, компенсатори об’єму 1-го контура 2-х контурної АЕС).
В процесі ділення ядерного пального під оболонкою ТВЕЛІВ з'являється велика кількість продуктів ділення, що представляють собою радіоактивні ізотопи різноманітних елементів середньої частини таблиці Менделєєва. Серед них газоподібні речовини такі як 131I, 133Xe, 135Xe, 88Кr, 137Cs. По мірі нагромадження продуктів ділення і їхньої дифузії навіть практично задовільна герметичність оболонок не запобігає вихід ГПД у воду і розчинення в ній.
Всі зазначені продукти ділення є в основному інертними шляхетними газами і не виявляють помітного впливу на фізико-хімічні процеси і водний режим АЕС. Однак вони підвищують радіоактивне забруднення теплоносія і повинні бути усунені.
Для заповнення газового обсягу компенсатора тиску (КТ), використовують інертні гази (N2 або He) або водяний пар.
Технічний азот містить біля 1% кисня. З КТ в результаті масообміну і дифузії гази надходять в теплоносій. Розчинення кисня в теплоносії інтенсифікує корозію у реакторному контурі.
Наявність у теплоносії азоту і кисня (продукт радіолізу води і домішок азоту) і водню (продукт радіолізу води і корозійних процесів) в умовах радіаційного опромінення може призвести до синтезу азотної кислоти. Поява в теплоносії азотної кислоти виявиться в зниженні рН, що сприяє інтенсифікації корозійного процесу.
Найбільш розповсюджені парові КТ. В цьому випадку газовий агент КТ не виявляє впливу на фізико-хімічні процеси в реакторному контурі.