Модель оценки радионуклидов йода в выбросах при тяжелых авариях на АЭС с ВВЭР и её реализация в интегральном коде

• Автор: Лебедев, Леонид Эдуардович
• Шифр специальности: 05.14.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 170 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

1 Анализ методик оценки выброса радиоактивного йода

1.1 Руководство по безопасности РБ0

1.2 Модель НИЦ Курчатовский институт

1.3 Оценка распределения йода при авариях на основе рекомендаций

1.4 Характеристика йодного кода I

1.4.1 Перенос летучих форм йода между раствором приямка и атмосферой контейнмента

1.4.2 Конденсация пара на поверхностях контейнмента и водной поверхности

1.4.3 Адсорбция и десорбция йода поверхностями

1.4.4 Радиолитичсские и гидролитические реакции йода

1.4.5 Реакции йода с органическими материалами и соединениями.
1.4.6 Ввод данных.
1.5 Характеристика йодного кода II
1.5.1 Радиологическое окисление йодидиона в водной фазе
1.5.2 Мсжфазный массоперенос летучих форм йода и осаждение на поверхностях
1.5.3 Реакции йода в газовой фазе.
1.5.4 Интеграция кода II в интегральный код I
1.6 Характеристика йодной модели II
1.6.1 Радиологические реакции йода в водной фазе
1.6.2 Влияние органических примесей и ионов металлов на поведение йода в водной фазе
1.7 Йодный модуль I 1.0
1.8 Характеристика йодного кода I.
1.9 Сравнение йодных модулей и кодов I, II, II, I.
2 Разработка и модернизация моделей.
2.1 Цели и задачи йодного модуля
2.2 Модернизация блока динамики йодных форм в жидкой фазе.
2.2.1 Модернизация жидкостной кинетики.
2.2.2 Модель оценки концентрации ионов водорода в аварийном бассейне.
2.2.2.1 Анализ состава среды в при аварии.
2.2.2.2 Модель расчета значений .
2.2.2.3 Основное уравнение для расчета и его решение
2.2.3Модель сорбции йода на шламе
2.2.4 Поверхности в водной фазе
2.2.4.1 Осаждение йода на нержавеющей стали
2.2.4.2 Адсорбция йода полимерными покрытиями в водной фазе
2.3 Разработка и модернизация блока динамики газовых форм
2.3.1 Механизм образования и расчет скорости образования азотной кислоты.
2.3.2 Образование соляной кислоты
2.3.3 Реакции озона в атмосфере контейнмента.
2.3.4 Восстановление водородом и радиолитическое разложение
2.3.5 Образование и разложение йодорганических соединений в атмосфере контейнмента.
2.3.6 Адсорбция и десорбция летучих форм йода поверхностями в атмосфере
контейнмента.
2.4 Модель массопереноса
3 Программная реализация.
3.1 Структура йодного модуля.
3.1.1 Алгоритм построения системы кинетических уравнений в расчетах динамики форм йода.
3.1.2 Описание численных методов использованных при программировании.
3.1.3 Модернизированная структура программы расчета
3.2 Взаимодействие йодного модуля с генеральным тяжелоаварийным кодом
3.2.1 Описание кода КУПОЛМ
3.2.2 Алгоритм взаимодействия с кодом КУПОЛМ.
3.2.3 Компьютерный код
3.2.4 Исходные данные для расчетов
4 Тестовые расчеты разработанного модуля
4.1 Тестовые расчеты концентрации ионов водорода
4.1.1 Статическая модель
4.1.2 Динамическая модель.
4.2 Тестовые расчеты сорбции на шламе.
да43,Тестовые расчеты распределения йода
Заключение .
Список основных сокращений .
Список использованных источников


Предполагается, что объемы газа и жидкости интенсивно перемешиваются в аварийных условиях, и поэтому существует однородный градиент концентрации через поверхность раздела Ае. Я=Сж. Сг. Я - константа Генри. Ф|= 2Ф|2 + Фснзь (1. Ф|2 - поток через границу раздела фаз; Фснз! СН через границу раздела. Экспериментальные значения коэффициента распределения 1/Я как функция температуры жидкой фазы определяются с использованием известных эмпирических формул. Коэффициенты диффузии и СП в газовой фазе вычисляются в коде, исходя из теории обычной диффузии в газах низкой плотности. Зная 1/Я и D, можно рассчитать коэффициенты массоперсноса для и СН. Общий коэффициент массопереноса для йода и мегилйодида либо рассчитывается кодом, либо вводится пользователем. Если это значение вводится пользователем, то должны быть введены две величины общего коэффициента массопереноса: одна - для переноса летучих форм из раствора в атмосферу, другая - для переноса летучих форм из атмосферы в раствор приямка. Рассчитываемое кодом значение общего коэффициента массопереноса основано на аналогии с теплопереносом. В коде IODE используют значения общего коэффициента межфазного массопере-носа, равное 1,1-1 О*4 м/с для и СН при 0 °С; 6,8-'5 м/с при °С и 2-1 О*6 м/с при °С [6]. Я() = 1,5ехр( 1,7-'4 (Г- 1,3)(Г- 3,)) (1. В условиях конденсации пара моток массы в направлении поверхности должен повысить удаление паров йода, включая молекулярный йод и органические йодиды, в жидкий слой на поверхностях. ФА=VgdCA/dt = ksCA, (1. RTg/(MvPv), при этом Г)$-масса пара, сконденсированная на стенках контейнмента и на поверхностях воды в единицу времени. В коде принято, что с паром конденсируются газы, включая молекулярный йод, мстилйодид, гипойодистую кислоту (HOI), алкилрадикалы (R) и алканы (RCH3), так же как аэрозоли, содержащие формы йода - I, Ю3 , Agi. Предположено, что конденсат, образующийся на стенках контейнмента, целиком стекает в приямок, атмосфера хороню перемешивается, так что константа конденсации одинакова для всех конденсируемых форм. Масса конденсируемого пара в единицу времени вводится пользователем. Явление адсорбции - процесс двухступенчатый. Сначала молекулы йода диффундируют через атмосферу к поверхности и далее они адсорбируются на поверхности. Если лимитирующей стадией является диффузия в атмосфере, тогда коэффициент адсорбции близок к коэффициенту массоиереноса йода в атмосфере. Если лимитирующей стадией является адсорбция, то коэффициент адсорбции определяется скоростью адсорбции на поверхносги. В последнем случае коэффициент адсорбции зависит от типа поверхности (сталь, бетой, краска). Адсорбция может иметь физическую или химическую природу, быть обратимой или необратимой. Ф = К5ЛС]2, (1. СІ2 - концентрация молекулярного йода в газовой или жидкой фазе; К5 - общий коэффициент адсорбции на поверхности. Нели адсорбция обратима, йод десорбируется с поверхности. Ф