Разработка методов контроля и прогнозирования работоспособности иодных фильтров для АЭС

• Автор: Обручиков, Александр Валерьевич
• Шифр специальности: 05.17.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 126 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР. .

1.1. РАДИОАКТИВНЫЙ ИОД В ГАЗООБРАЗНЫХ РАДИОАКТИВНЫХ ОТХОДАХ АЭС.

. КОНТРОЛЬ РАДИОИОДА НА АЭС.

1.2.1. Сорбенты на основе активированных углей1.

1.22. Факторы, влияющие на сорбцию радиоиода.

1.3. УСТАНОВКИ ДЛЯ ИСЛЕДОВАНИЯ СОРБЦИИ РАДИОИОДА3О

1.4. МЕТОДИКИ ИСПЫТАНИЯ СОРБЕНТОВ .

1.5. ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И ФОРМУЛИРОВАНИЕ ЗАДАЧ НАСТОЯЩЕЙ РАБОТЫ

2. МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ .

2.1. УСТАНОВКИ, ПРИБОРЫ И МАТЕРИАЛЫ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В РАБОТЕ..
2.2. КОНТРОЛЬНОИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ЙОДНЫЙ СТЕНД.
2.2.1. Основные характеристики стенда
2.2.2. Основные технологические секции стенда .
2.2.3. Описание работы контрольноисследовательского йодного стенда
2.3. ОБОСНОВАНИЕ КРИТЕРИЯ КОНТРОЛЯ ЙОДНЫХ СОРБЕНТОВ
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
3.1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДОЛИ СВОБОДНОГО ОБЪЕМА В НАСЫПНОМ СЛОЕ СОРБЕНТА .
3.2. МЕТОДИКА ИСПЬГГАИЯ ЙОДНЫХ СОРБЕНТОВ ДЛЯ АЭС
3.3. ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ИНДЕКС СОРБЦИОННОЙ
способности . . пт
3.3.1. Влияние температуры и влагосодержания
3.3.2. Влияние длительного хранения и отравления сорбента
3.3.3. Влияние количества и соотношения импрегнантов
3.4. СОРБЦИЯ РАДИОАКТИВНОГО МЕТИЛИОДИДА ИМПРЕГНИРОВАННЫМИ УГЛЕВОЛОКНИСТЫМИ МАТЕРИАЛАМИ .
3.5. ПОВТОРЯЕМОСТЬ ЗНАЧЕНИЙ ИНДЕКСА СОРБЦИОННОЙ СПОСОБНОСТИ ПРИ ОДИНАКОВЫХ УСЛОВИЯХ ИСПЫТАНИЯ СОРБЕНТА.
3.6. ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИНДЕКСА СОРБЦИОННОЙ СПОСОБНОСТИ
3.6.1. Критерий выбора йодного сорбента для угольного адсорбера.
3.6.2. Оценка потенциальной работоспособности йодного фильтра.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Следует признать, что-до настоящего времени в России не существует как единого подхода к определению качества йодного сорбента, так и стандартного: метода их испытания, несмотря на то, что требования к уменьшению выбросов-радиоиода растут. Отсюда со всей очевидностью возникает необходимость осуществления: надежного контроля над качеством изготавливаемых йодных сорбентов и тем-самым обеспечения надежности эффективного- удаления радиоиода и- его соединений из газообразных радиоактивных отходов АЭС. Нель работы заключается в разработке метода контроля^ соответствия йодных сорбентов требованиям, позволяющим их применение, в системах очистки газообразных радиоактивных отходов АЭС от трудноулавливаемои. Практическая значимость. На основании значения индекса сорбционной способности могут быть составлены рекомендации о возможности или нецелесообразности применения йодных сорбентов для очистки газообразных радиоактивных отходов АЭС от радиоиода. Предложенная методика испытания позволяет также проверять работоспособность йодных сорбентов, находившихся в эксплуатации, и но значениям индекса сорбционной способности оценивать возможность их дальнейшего использования. По известным значениям индекса сорбционной способности можно оценить минимально необходимый объем сорбента, и, следовательно, разработать конструкцию газоочистного аппарата с требуемыми параметрами очистки. Для обеспечения защиты атмосферы и надежного контроля радиоиода в воздухе рабочих помещений атомных электростанций необходимо, в первую/ очередь, знать в каких химических соединениях присутствует иод и- каково соотношение между ними: ••. С момента появления первых, ядерных реакторов . При работе реактора образуются радиоактивные изотопы- иода. ТР1/2 = 8, сут. АЭС. Короткоживущие радионуклиды иода (! Часть, радиоиода: присутствует в газообразных радиоактивных отходах. АЭС в виде аэрозольных частиц . Кроме того, иод, вступая во* . Идентификация этих соединений необходима,, поскольку. Еще в -е годы XX столетия проводились работы по идентификации • отличающихся от молекулярной форм радиоиода. Одной из форм, в которой может находится радиоиод в воздухе, является метилиодид, что впервые было показано в работах [3, 4]. Образование иодорганических соединений изучено на модельных системах в работах [5, 6] и непосредственно на промышленных реакторах [7-9]. Рассматривая различные пути выделения радиоактивного иода и вероятные формы его существования, необходимо также учитывать условия, в которых он находится. Сопоставление сведений, опубликованных в литературе, позволяет выделить следующие основные моменты. Из дефектных твэлов в теплоноситель радиоиод выделяется преимущественно в виде соединения Сз1, что подтверждено термодинамическими расчетами и экспериментально [ - ]. Иодид цезия хорошо растворим в воде, в теплоносителе водохлаждаемых реакторов он практически полностью диссоциирован на ионы цезия и иодид-ионы. Появление летучих форм радиоиода связано с химическими превращениями, которые претерпевают иодид-ионы. Взаимодействие Г с кислородом, радикалами -ОН [] и пероксидом водорода [], присутствие которых в теплоносителе обусловлено радиолизом воды, приводит к образованию молекулярного иода. Фактором, стабилизирующим , может служить реакция окисления иодид-иона на поверхности металлических конструкций. Fe2+ + 2 Г + Уг О2 = FeO + I2 (1. Конверсия Г вЛг способствует появлению летучих, форм радиоиода []. Существенным фактором, влияющим на. H среды, влияние которой связывают. Предполагается, что молекулярный иод в-теплоносителе подвергается гидролизу с. Н = Н+ + Г + Н (1. H среды и уменьшением концентрации иода в растворе []. По мнению авторов, при-, повышении указанных параметров системы — Н и увеличении плотности пара, т. HOI, который, как отмечается в работе [1]:является одной из наиболее проникающих форм радиоактивного иода Что касается HOI, то присутствие его в газообразных радиоактивных отходах- следует рассматривать лишь как гипотезу. Во-первых, до сих пор не удалось выделить и исследовать свойства этого соединения, несмотря на то, что по данным [] существуют условия, при которых может образовываться до % HOI, и полупериод его нахождения в воздухе составляет около полусуток, т.