2.4. Анализ взаимодействия основы со средой
Исходя из конструкции предложенного бериллиевого блока взаимодействие со средой надо рассматривать только в случае разгерметизации чехла.
Взаимная растворимость Be в Bi как в жидком, так и в твердом состояниях крайне не значительна [4].
Аналитическое описание по кривой растворимости бериллия в жидком висмуте (рисунок 2.4) lgcBe*10-4%=6,85*6140.
Рисунок 2.4 - Кривая растворимости Be в Bi [7]
Свидетельств существования интерметаллических соединений в системе Be-Bi не найдено [7].
Диаграмма состояния Be-Pb в литературе отсутствует. Имеются данные, что Ве обладает хорошей коррозионной стойкостью в жидком Pb при температуре 250-4000С [8].
В работах [9,10] сообщается о совместимости бериллия с жидкими эвтектическими сплавами Pb-Bi, Bi-Pb-Sn.
Однако, надо учитывать и взаимодействие с примесью кислорода в свинце. Поэтому необходимо учитывать его содержание. Для этого надо обеспечить точное дозирование кислорода.
Один из способов контроля концентрации кислорода, это массообменный аппарата пневмо дозаторного типа, показанный на рисунке 2.5.
Рисунок 2.5 Принцип работы массообменного аппарата пневмо дозаторного типа [11]
Работа данного типа массообменного аппарата основана на принципе газового поршня. Из газового объема стенда инертный газ, который через газовую трубу нагнетается в массообменный аппарат и выдавливает расплав, обогащенный кислородом, из реакционной емкости через коллектор в основной контур установки. После подачи порции расплава из МА компрессор отключается, газ перетекает обратно в газовый объем стенда, т. е. давление выравнивается и расплав возвращается в реакционную емкость опять через коллектор, смешиваясь с остатками окисленного расплава из нижней камеры.
Также следует отметить, что автоматизированная система, управляющая работой массообменного аппарата, позволяет регулировать дозу теплоносителя, подаваемую из реакционной емкости масcообменника (т. е. количество кислорода, поданного в контур за один рабочий цикл МА);
МА позволяет [11]:
– поддержание требуемого содержания кислорода в теплоносителе в широком диапазоне задаваемых концентраций (10–10–10–4% мас.) с высокой точностью (1–3%);
– гарантированное исключение выноса твердой фазы из МА;
– исключение воздействия водорода на оксид свинца при водородной очистке контура;
– высокая надежность конструкции (т. к. отсутствуют какие - либо элементы, находящиеся под уровнем расплава, которые могут выйти из строя);
– возможность оценки массы растворенного кислорода в каждой дозе и суммарного количества кислорода, поданного в теплоноситель.
После Такой очистки концентрация кислорода в теплоносителе много меньше, чем концентрация кислородосодержащих технологических примесей в бериллии (4 % ВеО по массе). Поэтому влияние растворенного кислорода в теплоносителе на бериллий рассматриваться не будет.
2.5 Характеристика требуемого материала
Для использования бериллия в качестве отражателя нейтронов в реакторе на быстрых нейтронах необходимо, чтобы материал обладал следующими характеристиками:
жаропрочностью;
радиационной стойкостью;
технологичностью (обработка давлением);
термостойкостью.