Journal Issue: Глобальная ядерная безопасность
Загружается...
Volume
2023
Number
4
Issue Date
Journal Title
Journal ISSN
2305-414X (Print)
Том журнала
Том журнала
Статьи
Публикация
Открытый доступ
Высаливание америция-241 в процессе сорбции с использованием твердофазного экстрагента на основе ТОДГА.
(НИЯУ МИФИ, 2023) Савельев, А. А.; Рачков, В. И.; Савельев, Александр Александрович; Рачков, Валерий Иванович
На сегодняшний день в проекте «Прорыв» разрабатываются эффективные методы переработки облученного ядерного топлива (ОЯТ) для возвращения в топливный цикл долгоживущих радионуклидов с целью его замыкания. Одной из задач разработки замкнутого топливного цикла является переработка высокоактивных азотнокислых рафинатов PUREX-процесса. Для реализации данной задачи требуется выделение америция-241 из жидких радиоактивных отходов. При переработке и фракционировании ЖРО широко используют экстракционные и сорбционные технологии извлечения, очистки и концентрирования радионуклидов. Наибольшую эффективность и избирательность в процессах экстракции актиноидов (III) и лантаноидов (III) с редкоземельными (РЗЭ) и трансплутониевыми элементами (ТПЭ) из азотнокислых растворов переработки отработавших ядерных материалов показали экстрагенты на основе N, N, N’, N’ – тетраоктилдигликольамида (ТОДГА). Перед использованием твердофазного экстрагента на основе ТОДГА ионы вещества в растворе должны быть переведены в нейтральные комплексы или другие недиссоциированные соединения. Этого можно достичь путем добавления в раствор нейтральных солей, которые снижают растворимость разделяемых элементов, смещают экстракционное распределение и значительно повышают эффективность извлечения. Высаливаемое вещество извлекается в виде новой фазы – твердого осадка, жидкой или газовой фазы, причем в случае жидкостной экстракции происходит увеличение емкости экстрагента по целевому компоненту. Поэтому добавление в водную фазу солей-высаливателей, для повышения ионной силы раствора увеличивает коэффициенты распределения извлекаемых веществ, что в свою очередь, повышает емкость сорбентов. Целью настоящей работы является исследования процесса высаливания америция-241 в процессе сорбции с использованием опытного модифицированного образца ТВЭКС ТОДГА в исследуемых модельных растворах ЖРО с урановым макрокомпонентом для различных содержаний NaNO3. В результате исследования выявлено, что наиболее высокие коэффициенты распределения при сорбции америция-241 и урана были получены в растворе с содержанием 100 г/л NaNO3, однако для урана этот эффект выражен значительно меньше, чем для америция-241. В процессе исследования кинетики сорбции америция-241 и урана был выявлен эффект высаливания, который подтверждается величинами равновесных концентраций америция-241 и урана в растворе в одной и той же точке времени, но с разной концентрацией NaNO3. Для америция-241 разница в равновесных концентрациях составила порядок в сторону ее уменьшения при увеличении концентрации NaNO3 до 100 г/л. Использование данного эффекта позволяет получить максимальную емкость по америцию-241 в системе с урановым макрокомпонентов.
Публикация
Открытый доступ
Сравнительный эксперимент по оценке эффективности водяного охлаждения фотоэлектрических модулей в климатических условиях Юга России
(НИЯУ МИФИ, 2023) Ильичев, В. Г.; Зайнутдинова, Л. Х.; Теруков, Е. И.; Михайлов, М. Ю.
Проблемам обеспечения безопасности эксплуатации атомных станций всегда уделяется повышенное внимание. В дополнение к автономным дизель-генераторным установкам, используемым для поддержания работы систем безопасности при потере внешнего энергоснабжения, на настоящем этапе целесообразно также рассмотреть применение более экологичных автономных фотоэлектрических установок. Целью работы является проведение сравнительного экспериментального исследования эффективности водяного охлаждения в реальных естественных климатических условиях Юга России, когда охлаждаемый и неохлаждаемый фотоэлектрические модули одновременно находятся под воздействием комплекса переменчивых погодных факторов: солнечной радиации, облачности, ветра, давления, температуры и влажности окружающей среды, при этом оба модуля имеют нагрузки, подключенные через MPPT контроллеры. Исследовано влияние водяного охлаждения на энергетическую эффективность фотоэлектрических модулей, собранных из кремниевых гетероструктурных (HJT) солнечных ячеек. Солнечные панели были изготовлены из HJT ячеек толщиной 130 мкм, соединенных между собой по технологии контактирования SmartWire, которая уменьшает потери мощности из-за возникновения возможных дефектов, например, трещин. Выполнены условия по обеспечению наибольшей идентичности параметров охлаждаемого и неохлаждаемого модулей. Сравнительное экспериментальное исследование проведено на площадке Астраханского государственного университета с использованием системы долгосрочного мониторинга характеристик фотоэлектрических модулей - тестовой фотоэлектрической системы (ТФЭС), построенной на базе электронного регистратора «Параграф PL2». Установлено значительное повышение выработки модуля при работе с охлаждением. При инсоляции 987,5 Вт/м2 мощность, вырабатываемая охлаждаемым модулем, составляла 93,0297 Вт, в то время как мощность модуля без охлаждения была равна 79,306 Вт. Разница составила 13,7237 Вт. Мощность возросла на 17%. В проведенном эксперименте среднее значение КПД при охлаждении модуля составило 0,15977, при отсутствии охлаждения 0,13764. Коэффициент полезного действия повысился на 2,21 %. Такое повышение является существенным. Полученные результаты подтверждают достаточно высокую эффективность водяного охлаждения фотоэлектрических модулей в реальных естественных условиях работы для регионов с высокими температурами окружающей среды, в частности для Юга России
Публикация
Открытый доступ
Оперативное определение вольтамперных характеристик сварочных источников питания в атомном машиностроении
(НИЯУ МИФИ, 2023) Виннийчук, В. А.; Подрезов, Н. Н.; Доронин, Ю. В.
Сварочное оборудование повсеместно оснащается современными цифровыми системами питания сварочной дуги на микропроцессорной и других логических элементных базах. Одновременно наблюдается тенденция к минимизации информации не только на китайское, но и на оборудование фирм известных брендов, поэтому важно оперативно отслеживать достоверность сопроводительной документации, во избежание ухудшения качества производимой продукции и траты времени переоборудование. Современные регистраторы сварочных процессов позволяют в несколько раз сократить время проверки заявленных характеристик всех источников питания, аттестованных для использования в атомной энергетике. Среди характеристик и сервисных функций, анализируемых регистратором, следует отметить статические вольтамперные характеристики, осциллограммы «горячего старта», «форсажа» и «антистикинга». В работе приведены данные выборочных испытаний на соответствие заявленным паспортным данным инверторных источников питания ИНЭМ-200Т (MMA процесс), Artsen CM-500 (MAG процесс) и ИОН 48-900 (SAW процесс). По результатам проведенных исследований сделаны выводы о пользе использования предложенной модели регистратора сварочных процессов на предприятиях тяжелого атомного машиностроения
Публикация
Открытый доступ
Обоснование получения мелкозернистой структуры сварных соединений при высокоинтенсивном импульсном воздействии на сварочный контур
(НИЯУ МИФИ, 2023) Бурдаков, С. М.; Ратушный, В. И.; Заяров, Ю. В.
Эффективным методом повышения надежности эксплуатации объектов тепловой и атомной энергетики является повышение качества изготовления, монтажа и ремонта их теплового и генерирующего энергетического оборудования. Одним из путей улучшения качества, технологических и служебных свойств сварных соединений в процессе их выполнения является влияние на структуру кристаллизующегося металла тепловым, электрическим высокоинтенсивным импульсном воздействием для ее измельчения. В настоящей работе предлагаются результаты экспериментального исследования по обоснованию мелкозернистой структуры сварных соединений, полученных с помощью ручной дуговой сварки покрытыми электродами при высокоинтенсивном импульсном воздействии (QPS) частотой fи.г.= 40×103 Гц, напряжением Uи.г.= 80,0 В, на сварочный контур. Для оценки влияния высокоинтенсивного импульсного воздействия на сварочный контур, включая плазму дугового разряда и структуру получаемого шва можно воспользоваться энергетическими характеристиками процесса. В качестве энергетических характеристик сварочного процесса были выбраны сварочный ток Iсв.пр., напряжение на дуговом разряде Uд.пр., мощность Pпр. Были получены осциллограммы указанных характеристик, а также определены значения максимального импульсного значения мощности, выделяемой в сварочном контуре при воздействии на него QPS и без его применения. Выполнена энергетическая оценка ввода дополнительного высокоинтенсивного импульсного воздействия на сварочный контур как ультразвуковой энергии для кавитации поверхностного слоя сварочной ванны при QPS. Дуговой разряд постоянного тока при наложении на него высокоинтенсивного импульсного воздействия частотой fи.г.= 40×103 Гц (QPS) является источником кавитации жидкой фазы металла сварочной ванны в ограниченном поверхностном слое заданной толщины. Можно предположить, что кристаллизация ванны идет слоями при воздействии на сварочный контур высокоинтенсивного импульсного воздействия частотой fи.г.=40×103 Гц (QPS). При этом происходит надлом растущих кристаллов при колебаниях жидкой фазы за счет сил трения, возникающих между движущейся жидкой фазой и растущим кристаллом.
В месте надлома кристалла образуются зоны динамически переохлажденного металла, что ведет к появлению новых центров кристаллизации, возникает мелкозернистая структура сварного шва
Публикация
Открытый доступ
Оценка эффективной длины микротрещин, возникающих в водо-паропроводе при циклическом режиме работы парогенератора АЭС
(НИЯУ МИФИ, 2023) Елохин, А. П.; Елохин, Александр Прокопьевич
При эксплуатации водо-водяных реакторов, включая и реакторы типа КЛТ-40, широко используемых в настоящее время на ледоколах и плавучих энергоблоках (ПЭБ), остро стоит вопрос о продолжительности безопасной работы парогенераторов. Проблема связана с образованием микротрещин в водо-паропроводе парогенератора, при нормальной эксплуатации на мощности, через которые в паропровод приникает радиоактивный азот, содержание которого в паре как раз и свидетельствует о признаке нарушения герметичности водо-паропровода второго контура парогенератора. Этот эффект, получивший в дальнейшем название «протечки», рассматривался ранее в ряде работ авторов в условиях циклической работы водопарового режима парогенератора. В настоящей работе основное внимание уделяется математическому и физическому анализу механизмов, обуславливающих образование микротрещин в паропроводе парогенератора, возникающих в области паропровода, в которой уравновешиваются давления воды и пара, а также проводится оценка их эффективной длины. Проведены расчеты температурного распределения по толщине паро-трубопровода в переходной области пар-вода при периодическом «захлестывании» этой области водой. При этом показано, что в зависимости от времени периода колебаний пар-вода радиальное температурное распределение по толщине трубки демонстрирует существенное различие в распределении при постоянной температуре на внешней поверхности трубки, причем максимальная разность температур наблюдается в области внутренней поверхности трубки. Распределение механических напряжений, возникающих в металле трубки, характеризуется линейной зависимостью напряжений от температуры, максимальное значение которых соответствует максимальной разности температур, характерных для области внутренней поверхности трубки. Это позволяет констатировать, что образование трещин начинается именно с области внутренней поверхности трубки парогенератора в указанной переходной его области.