Azərbaycanca AzərbaycancaБеларускі БеларускіDansk DanskDeutsch DeutschEspañola EspañolaFrançais FrançaisIndonesia IndonesiaItaliana Italiana日本語 日本語Қазақ ҚазақLietuvos LietuvosNederlands NederlandsPortuguês PortuguêsРусский Русскийසිංහල සිංහලแบบไทย แบบไทยTürkçe TürkçeУкраїнська Українська中國人 中國人United State United StateAfrikaans Afrikaans
Підтримка
www.wikidata.uk-ua.nina.az

Свинцево вісмутова евтектика Lead bismuth eutectic LBE це евтектичний сплав свинцю 44 5 ат і вісмуту 55 5 ат який викори

Свинцево-вісмутова евтектика

Свинцево-вісмутова евтектика

Свинцево-вісмутова евтектика (Lead-bismuth eutectic, LBE) — це евтектичний сплав свинцю (44,5 ат%) і вісмуту (55,5 ат%), який використовується як теплоносій в деяких ядерних реакторах, і є запропонованим теплоносієм для реактора на швидких нейтронах зі свинцевим теплоносієм, частини ініціативи реакторів IV покоління. Вона має температуру плавлення 123,5 °C/255,3 °F (чистий свинець плавиться при 327 °C/621 °F, чистий вісмут при 271 °C/520 °F) і температуру кипіння 1670 °C/3038 °F.

Усі свинцево-вісмутові сплави з вмістом вісмуту від 30 % до 75 % мають температури плавлення нижче 200 °C/392 °F. Сплави з вмістом вісмуту від 48 % до 63 % мають температури плавлення нижче 150 °C/302 °F. У той час як свинець трохи розширюється при плавленні, а вісмут трохи стискається при плавленні, свинцево-вісмутова евтектика має незначні зміни в об'ємі при плавленні.

Історія

Радянські підводні човни проекту «Ліра» використовували свинцево-вісмутову евтектику як теплоносій для своїх ядерних реакторів протягом холодної війни.

Росіяни є визнаними фахівцями в реакторах з охолодженням свинцем і вісмутом, а ОКБ Гідропрес (російський розробник легководних реакторів типу ВВЕР) має особливий досвід у їх розробці. СВБР-75/100, сучасна конструкція такого типу, є одним із прикладів великого російського досвіду використання цієї технології.

[en] (раніше Hyperion Power Generation), американська фірма, пов'язана з Лос-Аламосською національною лабораторією, оголосила про плани в 2008 році розробити та розгорнути невеликий модульний реактор на [en], охолоджений свинцево-вісмутовою евтектикою, для комерційного виробництва електроенергії, централізованого теплопостачання та опріснення. Запропонований реактор, який називається Gen4 Module, планується як герметичний реактор модульного типу потужністю 70 МВт, зібраний на заводі та транспортований на місце для встановлення та транспортований назад на завод для заправки.

Переваги

У порівнянні з рідкими металевими теплоносіями на основі натрію, такими як рідкий натрій або NaK, теплоносії на основі свинцю мають значно вищі температури кипіння, що означає, що реактор можна експлуатувати без ризику кипіння теплоносія при набагато вищих температурах. Це покращує [en] і потенційно може дозволити виробництво водню за допомогою термохімічних процесів.

Свинець і LBE також не легко реагують з водою або повітрям, на відміну від натрію і NaK, які самозаймаються на повітрі і вибухово реагують з водою. Це означає, що реактори з охолодженням свинцем або свинцево-вісмутовою евтектикою, на відміну від конструкцій з натрієвим теплоносієм, не потребують проміжного контуру теплоносія, що зменшує капітальні інвестиції, необхідні для установки.

І свинець, і вісмут також є чудовим радіаційним екраном, блокуючи гамма-випромінювання, водночас будучи практично прозорими для нейтронів. На відміну від цього, натрій утворює потужний гамма-випромінювач [en] (період напіврозпаду 15 годин) після інтенсивного нейтронного випромінювання, що вимагає великого радіаційного екрану для первинного контуру охолодження.

Як важкі ядра, свинець і вісмут можуть використовуватися як мішені для розщеплення для виробництва нейтронів без поділу, як у прискорювальній трансмутації відходів (див. підсилювач енергії).

Теплоносії як на основі свинцю, так і на основі натрію мають перевагу відносно високої температури кипіння порівняно з водою, що означає, що не потрібно створювати тиск у реакторі навіть при високих температурах. Це підвищує безпеку, оскільки значно знижує ймовірність втрати теплоносія та дозволяє створити [en] конструкції.

Обмеження

Свинець і свинцево-вісмутова евтектика є більш корозійними для сталі, ніж натрій, і це обмежує швидкість потоку теплоносія через реактор з міркувань безпеки. Крім того, вищі температури плавлення свинцю та свинцево-вісмутової евтектики (327 °C і 123,5 °C відповідно) може означати, що застигання теплоносія може бути більшою проблемою, коли реактор працює при нижчих температурах.

Нарешті, під впливом нейтронного випромінювання [en], основний стабільний ізотоп вісмуту, присутній в свинцево-вісмутовій евтектиці, піддається захопленню нейтронів і подальшому бета-розпаду, утворюючи полоній-210, потужний альфа-випромінювач. Наявність радіоактивного полонію в теплоносії вимагатиме спеціальних запобіжних заходів для контролю альфа-забруднення під час заправки реактора та роботи з компонентами, що контактують зі свинцево-вісмутовою евтектикою.

Див. також

Примітки

  1. http://www.nea.fr/html/science/reports/2007/pdf/chapter2.pdf Handbook on Lead-bismuth Eutectic Alloy and Lead Properties
  2. Bugreev, M. I. (2002). Assessment of Spent Fuel of Alfa Class Nuclear Submarines. MRS Proceedings. 713. doi:10.1557/PROC-713-JJ11.61.
  3. Zrodnikov, A. V.; Grigoriev, O. G.; Chitaykin, V. I.; Dedoul, A. V.; Gromov, B. F.; Toshinsky, G. I.; Dragunov, Yu. G. (May 2003). Multipurposed small fast reactor SVBR-75/100 cooled by plumbum-bismuth. Power Reactors and Sub-Critical Blanket Systems with Lead and Lead-Bismuth as Coolant and/or Target Material (PDF). IAEA TECDOC. Т. 1348. Vienna, Austria: International Atomic Energy Agency. с. 117—132. ISBN . Процитовано 4 грудня 2009.
  4. . Архів оригіналу за 1 липня 2012. Процитовано 25 червня 2012.
  5. Long-lived radionuclides of sodium, lead-bismuth, and lead coolants in fast-neutron reactors.

Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет

Svincevo vismutova evtektika Lead bismuth eutectic LBE ce evtektichnij splav svincyu 44 5 at i vismutu 55 5 at yakij vikoristovuyetsya yak teplonosij v deyakih yadernih reaktorah i ye zaproponovanim teplonosiyem dlya reaktora na shvidkih nejtronah zi svincevim teplonosiyem chastini iniciativi reaktoriv IV pokolinnya Vona maye temperaturu plavlennya 123 5 C 255 3 F chistij svinec plavitsya pri 327 C 621 F chistij vismut pri 271 C 520 F i temperaturu kipinnya 1670 C 3038 F Usi svincevo vismutovi splavi z vmistom vismutu vid 30 do 75 mayut temperaturi plavlennya nizhche 200 C 392 F Splavi z vmistom vismutu vid 48 do 63 mayut temperaturi plavlennya nizhche 150 C 302 F U toj chas yak svinec trohi rozshiryuyetsya pri plavlenni a vismut trohi stiskayetsya pri plavlenni svincevo vismutova evtektika maye neznachni zmini v ob yemi pri plavlenni IstoriyaRadyanski pidvodni chovni proektu Lira vikoristovuvali svincevo vismutovu evtektiku yak teplonosij dlya svoyih yadernih reaktoriv protyagom holodnoyi vijni Rosiyani ye viznanimi fahivcyami v reaktorah z oholodzhennyam svincem i vismutom a OKB Gidropres rosijskij rozrobnik legkovodnih reaktoriv tipu VVER maye osoblivij dosvid u yih rozrobci SVBR 75 100 suchasna konstrukciya takogo tipu ye odnim iz prikladiv velikogo rosijskogo dosvidu vikoristannya ciyeyi tehnologiyi en ranishe Hyperion Power Generation amerikanska firma pov yazana z Los Alamosskoyu nacionalnoyu laboratoriyeyu ogolosila pro plani v 2008 roci rozrobiti ta rozgornuti nevelikij modulnij reaktor na en oholodzhenij svincevo vismutovoyu evtektikoyu dlya komercijnogo virobnictva elektroenergiyi centralizovanogo teplopostachannya ta oprisnennya Zaproponovanij reaktor yakij nazivayetsya Gen4 Module planuyetsya yak germetichnij reaktor modulnogo tipu potuzhnistyu 70 MVt zibranij na zavodi ta transportovanij na misce dlya vstanovlennya ta transportovanij nazad na zavod dlya zapravki PerevagiU porivnyanni z ridkimi metalevimi teplonosiyami na osnovi natriyu takimi yak ridkij natrij abo NaK teplonosiyi na osnovi svincyu mayut znachno vishi temperaturi kipinnya sho oznachaye sho reaktor mozhna ekspluatuvati bez riziku kipinnya teplonosiya pri nabagato vishih temperaturah Ce pokrashuye en i potencijno mozhe dozvoliti virobnictvo vodnyu za dopomogoyu termohimichnih procesiv Svinec i LBE takozh ne legko reaguyut z vodoyu abo povitryam na vidminu vid natriyu i NaK yaki samozajmayutsya na povitri i vibuhovo reaguyut z vodoyu Ce oznachaye sho reaktori z oholodzhennyam svincem abo svincevo vismutovoyu evtektikoyu na vidminu vid konstrukcij z natriyevim teplonosiyem ne potrebuyut promizhnogo konturu teplonosiya sho zmenshuye kapitalni investiciyi neobhidni dlya ustanovki I svinec i vismut takozh ye chudovim radiacijnim ekranom blokuyuchi gamma viprominyuvannya vodnochas buduchi praktichno prozorimi dlya nejtroniv Na vidminu vid cogo natrij utvoryuye potuzhnij gamma viprominyuvach en period napivrozpadu 15 godin pislya intensivnogo nejtronnogo viprominyuvannya sho vimagaye velikogo radiacijnogo ekranu dlya pervinnogo konturu oholodzhennya Yak vazhki yadra svinec i vismut mozhut vikoristovuvatisya yak misheni dlya rozsheplennya dlya virobnictva nejtroniv bez podilu yak u priskoryuvalnij transmutaciyi vidhodiv div pidsilyuvach energiyi Teplonosiyi yak na osnovi svincyu tak i na osnovi natriyu mayut perevagu vidnosno visokoyi temperaturi kipinnya porivnyano z vodoyu sho oznachaye sho ne potribno stvoryuvati tisk u reaktori navit pri visokih temperaturah Ce pidvishuye bezpeku oskilki znachno znizhuye jmovirnist vtrati teplonosiya ta dozvolyaye stvoriti en konstrukciyi ObmezhennyaSvinec i svincevo vismutova evtektika ye bilsh korozijnimi dlya stali nizh natrij i ce obmezhuye shvidkist potoku teplonosiya cherez reaktor z mirkuvan bezpeki Krim togo vishi temperaturi plavlennya svincyu ta svincevo vismutovoyi evtektiki 327 C i 123 5 C vidpovidno mozhe oznachati sho zastigannya teplonosiya mozhe buti bilshoyu problemoyu koli reaktor pracyuye pri nizhchih temperaturah Nareshti pid vplivom nejtronnogo viprominyuvannya en osnovnij stabilnij izotop vismutu prisutnij v svincevo vismutovij evtektici piddayetsya zahoplennyu nejtroniv i podalshomu beta rozpadu utvoryuyuchi polonij 210 potuzhnij alfa viprominyuvach Nayavnist radioaktivnogo poloniyu v teplonosiyi vimagatime specialnih zapobizhnih zahodiv dlya kontrolyu alfa zabrudnennya pid chas zapravki reaktora ta roboti z komponentami sho kontaktuyut zi svincevo vismutovoyu evtektikoyu Div takozhPidkritichnij reaktor sistema kerovana priskoryuvachem Primitkihttp www nea fr html science reports 2007 pdf chapter2 pdf Handbook on Lead bismuth Eutectic Alloy and Lead Properties Bugreev M I 2002 Assessment of Spent Fuel of Alfa Class Nuclear Submarines MRS Proceedings 713 doi 10 1557 PROC 713 JJ11 61 Zrodnikov A V Grigoriev O G Chitaykin V I Dedoul A V Gromov B F Toshinsky G I Dragunov Yu G May 2003 Multipurposed small fast reactor SVBR 75 100 cooled by plumbum bismuth Power Reactors and Sub Critical Blanket Systems with Lead and Lead Bismuth as Coolant and or Target Material PDF IAEA TECDOC T 1348 Vienna Austria International Atomic Energy Agency s 117 132 ISBN 92 0 101503 8 Procitovano 4 grudnya 2009 Arhiv originalu za 1 lipnya 2012 Procitovano 25 chervnya 2012 Long lived radionuclides of sodium lead bismuth and lead coolants in fast neutron reactors

Дата публікації:
Топ