39) Ядролық реакторда қолданылатын газдық жылутасығыштардың (теплоносители) түрлеріне шолу жасаңыз. Оларға қойылатын талаптарды көрсетіңіз.

Газдық жылутасығыштар

жылуөткізгіштігі мен жылусыйымдылығы төмен және тығыздығы аз; алайда газдардың артықшылығы нейтронды қармау қимасы өте аз.

Түрлері: көмірқышқыл газы, гелий, ауа, диссоциялаушы газдар және тб.

Көмірқышқыл газы сәулелену нәтижесінде радикалдарға бөлінеді:

CO₂→CO+O

CO₂→C+ O₂

Сонымен қатар N16, O19, C14 нуклидтердің түзілуіне себеп болады.

Гелий сутегіден кейін ең жеңіл газ, сонымен қатар инертті болып келеді, өзінің ядролық қасиеттері бойынша ең қолданылатын газ. Жылуөткізгіштігі көмірқышқыл газымен салыстырғанда 10 есе көп. Гелий реактор материалдарының тотығуын туғызбайды.

Диссоциялаушы газдар ретінде: N₂O₄, Al₂Cl₆, Al₂Br₆

Ядролық отынның бөлінуі кезінде бөлінетін жылуды жылутасығыштармен апарады. Жылутасығыш ретінде кәдімгі су, ауыр су, газдар ( азот, гелий, сутек және олардың қоспасы), сұйық металдар ( натрий, калий, висмут, қорғасын және олардың балқымалары және сынап), органикалық жылутасығыштар, мысалы, дефинильді қоспа қолданылады. Оларға қойылатын бірнеше талаптар бар: барлық реакторлық материалдардың коррозиялық және эррозиялық әсері аз болу керек, жылусыйымдылығы және жылуөткізгіштігі жоғары, тұтқырлығы төмен болу керек, қайнау температурасы жоғары және балқу температурасы төмен болу керек, температураға және радиацияға беріктігі жоғары, жылулық нейтрондардың қармау қимасы аз, қолжетімді және дефицит болмау керек. Жылутасығыштың коррозиясы мен эррозиясы аз болған кезде, ол жұмыс қондырғысының сенімділігін арттырады және қызметкердің қауіпсіздігін қамтамасыз етеді. Соның ішінде газдық жылутасығыштарға тоқталатын болсақ, олар ядролық энергетикалық қондырғаларда кеңінен қолданыс тапты. Олардың бір контурлы циклде қолданылуы қондырғының схемасын қарапайым қылады. Жылулық нейтрондарды газдық жылутасығыштармен қармау көп емес, сондықтан оларды табиғи уран қолданылатын реакторларда қолдануға болады. Қазіргі кезде газдық жылутасығыштардың ішінде көмірқышқылтгазы кеңінен қолданылады. Ол түссіз және сұйық күйіне оңай ауысады. Көмірқышқыл газымен жылулық нейтрондарды қармау қимасы аз. Гелий тез нейтрондар негізіндегі реакторларда кеңінен қолданылады. Гелий түссіз және иісі жоқ. Гелийдің нейтрондарды қармау қимасы жоғарырақ. Таза гелий жоқ, ол көбінесе азотпен немесе аргонмен ластанған күйінде болады. Гелийдің көмірқышқыл газына қарағанда жылусыйымдылығы төмен. Ал, керісінше жлыуөткізгіштігі 10 есе көбірек көмірқышқыл газына қарағанда. Кемшілігі қымбат. Гелийдің оттекпен, көмірқышқыл газымен және су буымен ластануы металдың және балқыманың коррозиясына әкеледі. Бұл құбылыс болмау үшін гелийдің құрамында қоспалар 0.01%дан аспауы керек. Жылутасығыш ретінде ауаны қолдану оның әбден кептірілуін қажет етеді және де жылутасығыш ретінде ауамен жұмыс жасағанда схемада аргонның болуына байланысты қауіп төнуі мүмкін.

40) Ядролық реакторда қолданылатын органикалық жылутасығыштардың (теплоносители) түрлеріне шолу жасаңыз. Оларға қойылатын талаптарды көрсетіңіз.

Артықшылығы:

Органикалық сұйықтардың бу қысымдары сумен салыстырғанда төмен;

Коррозияға тұрақтылығы жоғары;

Радиоактивтілігі төмен;

Кемшілігі:

Термиялық және радиациялық қасиеттері төмен; сәулелену нәтижесінде қасиеттері өзгереді және пиролизге ұшырайды, пиролиз өнімдері ТВЭЛ-де жиналып жылуөткізгіштікті төмендетуі мүмкін.

Дифенил, моноизопрофинил, дефинил қосылыстары, терфинил- C₁₂H₁₀

Ядролық отынның бөлінуі кезінде бөлінетін жылуды жылутасығыштармен апарады. Жылутасығыш ретінде кәдімгі су, ауыр су, газдар ( азот, гелий, сутек және олардың қоспасы), сұйық металдар ( натрий, калий, висмут, қорғасын және олардың балқымалары және сынап), органикалық жылутасығыштар, мысалы, дефинильді қоспа. Оларға қойылатын бірнеше талаптар бар: барлық реакторлық материалдардың коррозиялық және эррозиялық әсері аз болу керек, жылусыйымдылығы және жылуөткізгіштігі жоғары, тұтқырлығы төмен болу керек, қайнау температурасы жоғары және балқу температурасы төмен болу керек, температураға және радиацияға беріктігі жоғары, жылулық нейтрондардың қармау қимасы аз, қолжетімді және дефицит болмау керек. Жылутасығыштың коррозиясы мен эррозиясы аз болған кезде, ол жұмыс қондырғысының сенімділігін арттырады және қызметкердің қауіпсіздігін қамтамасыз етеді.

Соның ішінде органикалық жылутасығыштарға тоқталатын болсақ, олардың бірнеше артықшылықтары бар. Кішкене бу қысымы органикалық сұйықтардың конструкциясы мен эксплуатациялық контурын қарапайым етеді. Органикалық жылутасығыштардың коррозиясы аз болған кезде, реакторда арзан көміртекті болаттар қолдануға болады. Органикалық жылутасығыштардың негізгі кемшілігі термиялық және радиациялық беріксіздігі. Органикалвқ жылутасығыштар ретінде дефинил, моноизопропилдефинил және дефинильді қоспалар. Бұл заттар 593-673К термиялық берік болып келеді. Органикалық жылутасығыштардың молекулаларын сәулелендіргенде олар полифенильді және сутекті радикалдардың пайда болуымен бұзылады. Полифенильдер бір бірімен байланыса отырып, нәтижесінде қайнау температурасы жоғары жоғары молекулярлы полимерлер пайда болады, ал сутекті радикалдар бір бірімен байланысып, сутекті береді. Ал, фенильдер мен сутекті радикалдар әсерлескенде метан және басқа жеңіл көміртекті сутекті қосылыста пайда болады. Техникалық дефенил сары түсті қатты кристалдық зат. Бастапқы қоспалары су(0.5%-ға дейін). Дифенил ең арзан және қолжетімді органикалық жылутасығыш. Балқу температурасы 342.5 К, ал қайнау температурасы 329К. Суға қарағанада, дифенилдің жылу беру коэффициенті төмен.