ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Водное горючее и растворы зоны воспроизводства из "Химия в атомной технологии" В истинных реакторах-размножителях, которые производят горючего не меньше, чем потребляют, тяжелая вода применяется и в качестве среды, и в качестве замедлителя. [c.369] Если учесть все ограничения, накладываемые на системы водного горючего, то наиболее удовлетворительным окажется раствор уранилсульфата. Этот раствор обладает достаточной радиационной стойкостью, а поглощение нейтронов анионом мало. Раствор уранилсульфата применялся в опытном гомогенном реакторе и является перспективным горючим для двухзонального реактора-размножителя. В первом опытном гомогенном реакторе (HRE) в качестве горючего применялся 0,17 AI раствор сульфата уранила в природной воде. Во втором реакторе (HRE-2, или HRT) концентрация горючего менялась в зависимости от условий работы, в частности от температуры. Типичный состав горючего следующий 0,04 М раствор уранилсульфата в тяжелой воде с добавкой 0,03 М H2SO4 для устойчивости фаз и 0,04 М раствора сульфата меди для подавления газовыделения (см. раздел 14.3). Концентрация урана в растворах активной зоны гораздо ниже (менее 5 г л или 0,02 М раствор), поэтому критическая температура растворения значительно выше минимума, соответствующего двухфазной области (см. рис. 6.1). Такой раствор нестоек, и, если не добавлять H2SO4, гидролизуется с выпадением осадка UO3. Добавка кислоты повышает также температуру образования второй жидкой фазы. Следует признать, что разделение фаз может иметь место даже тогда, когда условия работы реактора неблагоприятны для этого. Полагают, что причиной нестойкости раствора горючего при определенных условиях работы реактора HRT являются местные перегревы. [c.370] Фосфаты урана слаборастворимы в воде, но в присутствии достаточно концентрированной фосфорной кислоты могут быть получены растворы, устойчивые до 500° С. Из-за сильной коррозии и значительного поглощения нейтронов в присутствии большого избытка фосфат-иона эти растворы не рассматривались в качестве возможного горючего для реакторов-размножителей. Но горючее на основе фосфатных растворов может применяться в небольших энергетических реакторах специального назначения. Оно проверялось в двух экспериментальных реакторах в Лос-Аламосской научной лаборатории. В одном реакторе в качестве горючего использовалась ПОз, растворенная в 50%-ной НйР04, а во втором — иОг, растворенная в 95%-ной Н3РО4. [c.371] Оба раствора требуют золотого покрытия абсолютно нз всех конструкционпых материалах активной зоны реактора. [c.372] Уранилкарбонат растворим в растворах карбонатов щелочных металлов. Р1екоторые из этих растворов устойчивы при повышенных температурах и концентрациях урана, достаточно высоких для применения их в качестве реакторного горючего. Такие растворы требуют повышенного давления углекислого газа, но, будучи менее коррозионными, они имеют преимущество перед кислыми растворами. При конструированпи топливных систем в этом случае могут быть использованы, по-видимому, малоуглеродистые стали. [c.372] Помимо фосфата, неизвестны соединения урана (IV), имеющие хорошую растворимость при повышенных температурах. [c.372] Для того чтобы нейтроны, выходящие из активной зоны, могли в достаточной степени поглощаться в зоне воспроизводства реактора-размножителя, концентрация тория в растворе этой зоны должна быть довольно высокой (по крайней мере, несколько сот граммов торил на литр). Единственной ториевой солью, хорошо растворимой при повышенных температурах, является нитрат. При повышенных температурах имеет место гидролитическое осаждение и разложение нитрат-иона, но этот процесс можно сделать контролируемым, применив избыток НМОз и не выпуская пары из системы. В связи с тем что изотоп М , наиболее распространенный изотоп азота, хорошо поглощает нейтроны, торийсодержащие нитратные растворы, применяемые в реакторах-размножителях, следует приготавливать на высо-кообогашенном Г . В реакторной системе должны быть предусмотрены определенные средства для рекомбинации кислорода с элементарным азотом, одним из продуктов радиолиза нитрат-иона. [c.372] Вернуться к основной статье