Металлы жидкие в ядерных реакторах

Жидкие металлы используют в технике в качестве нагревающей среды при термической обработке металлов (РЬ), для охлаждения клапанов двигателей внутреннего сгорания (Ма — рис. 102), в качестве теплоносителя в котлах бинарного цикла (Hg—Н2О) и в ядерных реакторах, особенно в реакторах на быстрых нейтронах (Ыа, К, N3 + К, Ьг, Оа Н , 5п, В1, РЬ, РЬ + В и др.). [c.142]

В отличие от жидкостей, в которых тепло передается преимущественно конвекцией, основной механизм теплообмена жидких металлов — процесс теплопроводности. Теплопередача жидких металлов незначительно зависит от режима течения жидкости (т. е. от того, турбулентный он или ламинарный). Они также обладают незначительной кинематической вязкостью и низким парциальным давлением. Благодаря этим свойствам жидкие металлы нашли широкое применение в качестве теплоносителей теплообменных аппаратов ядерных реакторов, от которых необходимо отводить большое количество тепловой энергии. Хорошо известными уравнениями для определения теплообмена в трубах являются уравнение Лайона [c.158]

Последнее десятилетие характеризуется значительным расширением исследований в области физико-химических свойств расплавленных солей. Это связано прежде всего с тем, что расплавленные соли все шире используются в различных областях техники. Электролитическое получение металлов, нанесение гальванических покрытий, высокотемпературные топливные элементы, горючее, реакционная среда и теплоноситель в ядерных реакторах, среда для органических синтезов — таков далеко не полный перечень современных технологических областей применения ионных расплавов. Изучение свойств расплавленных солей, как одного из наиболее простых классов жидкостей, представляется перспективным и для развития физики жидкого состояния. [c.9]

Сейчас металлический уран (или окисел иОг, карбид иСг) для целей ядерной энергетики синтезируют в огромных количествах. В ходе ядерной реакции выделяется большое количество энергии, которую отводят чаще всего с помощью воды. Вода ири этом становится радиоактивной, примеси, в ней содержащиеся, также становятся радиоактивными. Поэтому в ядерных реакторах имеется несколько контуров воды, отводящей тепло, с тем, чтобы сделать воду или другой теплоноситель (например, жидкие щелочные металлы), используемую в залах электростанций, нерадиоактивными. Последовательные контуры находятся друг с другом в тесном соприкосновении для теплообмена. [c.228]

Легкоплавкость висмута стала одной из причин прихода его в ядерную энергетику. Но были и другие. Только бериллию (из всех металлов) уступает висмут по способности рассеивать тепловые нейтроны, почти не поглощая их при этом. Висмут используют в качестве теплоносителя и охлаждающего агента в ядерных реакторах. Иногда в горячей зоне реактора помещают уран, растворенный в жидком висмуте. [c.280]

Перспективной областью применения молибденовых сплавов является атомная энергетика. В ряде европейских и американских проектов предусматривается применение молибдена и сплава TZM в ядерных реакторах в качестве материала оболочек тепловыделяющих элементов и пружинных деталей, работающих в жидких щелочных металлах. [c.396]

В настоящее время предлагаются другие технологии получения осколочного Мо, основанные на использовании гомогенных реакторов с жидким ядерным топливом в виде водного раствора солей урана или солевого расплава фторидов металлов [25. [c.522]

Торий при 600° С хорошо растворяется в металлическом галлии, а при 1000° С — в висмуте и свинце. Литий, натрий и калий заметно не взаимодействуют с торием до 600° С. Это важно для конструирования ядерных реакторов, работающих на металлическом тории с хладоагентами из жидких металлов. [c.322]

Металлы получают электролизом расплавленных солей или смеси солей. Так как атом металла имеет только один валентный электрон, энергия образования плотной упаковки решетки металла относительно мала, вследствие этого металлы очень мягкие и имеют низкие точки плавления (Na 97,5° К 63,7 Rb 38,5 s 28,5 ). Известны жидкие сплавы щелочных металлов, наиболее важный из них сплав K-Na. Эвтектическая смесь этой системы содержит 77,2% К и плавится при —12,3 . Этот сплав, существующий в жидком состоянии в широком интервале температур и имеющий высокую удельную теплоемкость, используют в ядерных реакторах в качестве теплоносителя. [c.262]

Проводятся ядерные реакции в специальных установках — ядерных реакторах (котлах). Внутреннюю часть реактора (рис. 119), являющуюся активной зоной, заполняют замедлителем и в определенном порядке — отдельными изолированными блоками урана (или плутония), или раствором урана с замедлителем, сплавом, взвесью и т. д. Это зависит как от вида замедлителя (тяжелая вода, графит, бериллий и др.), так и от условий работы реактора. Тепло, накапливающееся в реакторе, отводят с помощью теплоносителя (воды, жидких легкоплавких металлов, различных газов и т. п.). Теплоноситель, проходя через реактор, отнимает тепло, нагревается и далее поступает в теплообменник, где отдает свое тепло воде, циркулирующей по змеевику. Вода, нагреваясь, переходит в пар, который поступает на паровую турбину, приводя ее в движение. [c.481]

В действующих и разрабатываемых ядерных реакторах в качестве теплоносителя используется вода или водяной пар, жидкие металлы (Na, Li, Pb — Bi и др.) и инертные газы (Не, СО2, N2 и др.). [c.5]

Припои никель — марганец — палладий стойки к воздействию расплавов щелочных металлов и находят применение при изготовлении турбин, охлаждаемых жидким натрием. Отсутствие в составе этих сплавов серебра и других элементов с высоким сечением поглощения тепловых нейтронов позволяет использовать их в ядерных реакторах, охлаждаемых жидким металлом. [c.223]

Жидкие металлы имеют высокую теплоемкость и высокий коэффициент теплопередачи, поэтому эти и другие их свойства представляют интерес. Жидкие металлы можно использовать в качестве охлаждающей жидкости при высокотемпературных ядерных реакциях и как теплоносители в рабочих жидкостях мощных генерирующих систем ядерных реакторов. [c.584]

Уменьшение скорости жидкости не всегда выгодно. Если исследуемые устройства используются как теплообменники в контуре ядерного реактора, то может оказаться более выгодным организовать циркуляцию радиоактивного жидкого металла другими средствами, например с помощью обычных насосов. [c.287]

Первый реактор с использованием жидкого топлива в виде водных растворов урановых солей был сооружен в Лос-Аламосской исследовательской лаборатории еще в годы второй мировой войны [129]. Кроме того, жидкое ядерное топливо может быть использовано в виде расплавленных солей или металлов. [c.96]

Я. р. имеют активную зону, содержащую ядерное горючее и в-во, замедляющее нейтроны до скоростей, при к-рых протекает цепная ядерная р-ция (обычно вода, графит, тяжелая вода) контур, обеспечивающий отвод выделяющейся тепловой знергии благодаря циркуляции теплоносителя (вода, орг. жидкость, жидкий металл или газ) систему управления реакторам ряд функциональных систем обеспечения бесперебойной и безопасной работы. [c.725]

К физическим взрывам следует отнести также явление так называемой физической (или термической) детонации. Это явление возникает при смешении горячей и холодной жидкостей, когда температура одной из них значительно превышает температуру кипения другой (например, при выливании расплавленного металла в воду). В образовавшейся парожидкостной смеси испарение может протекать взрывным образом вследствие развивающихся процессов тонкой фрагментации капель расплава, быстрого теплоотвода от них и перегрева холодной жидкости. Физическая детонация сопровождается возникновением ударной волны с избыточным давлением в жидкой фазе, достигающим в некоторых случаях тысяч атмосфер. Указанное явление может стать причиной крупных аварий в ядерных реакторах и на промышленных предприятиях металлургической, химической и бумажной промышленности ( ronenberg, 1980]. - Прим. ред. [c.244]

Жидкий металлический литий применяется как теплоноситель в ядерных реакторах. Гидроксид лития используется в больших количествах как добавка к электролиту щелочных аккумуляторов. Гидрид лития иашел ири-меиение как легкий и портативный источник получения водорода, в органических синтезах и ири получении бороводородов. Моиокристаллы ЫР )1ашли применение в производстве оптических приборов. Фторид и хлорид лития (источник получения металлического лития) применяются как флюсы в производстве многих металлов и сплавов. [c.115]

По стехиометрии такие р-ции довольно просты, но по механизму они относятся к наиб, сложным гетерог. р-циям. Иногда при К. м. происходит и восстановление нек-рых компонентов материала напр., при высоких давлениях и т-рах карбиды восстанавливаются в стали проникающим водородом. К К. м. нередко относят также нек-рые случаи их растворения в жидких металлах (напр., растворение сталей в жидкометаллич, теплоносителях ядерных реакторов). [c.480]

Кутателадзе С. С., Субботин В. И., Бо ришая-с.кий В. М. 1И Кириллов Л. Л., Теплообмен при течении жидкого (Металла в трубах. Труды 2-й МеЖ дунарадной конференции по мирному испольэо1ванию атомной энергии, т. 2, Ядерные реакторы и ядерная энергия, Атомиз дат, 1959. [c.671]

Дж/(моль- К) ДНш12,3 кДж/моль, 89,4 кДж/моль 64,73 Дж/(моль-К) р 7,118-10- Ом-м (20 С). Степень окисл. -И. На воздухе быстро окисл. энергично реаг. с водой и р-рами к-т, с галогенами восстанавливает оксиды металлов с образованием КаО. Раств. в жидком NH3 и анилине. Хранят под слоем керосина, толуола, минер, масла, а также в стеклянных ампулах в атм. Аг или N2. Получ. обменные р-ции Na с расплавами КОН вли КС1 электролиз расплавов КзСОз — КС1 с жидким свинцовым катодом и отгонкой К в вакууме из образовавшегося сплава РЬ — К. Примен. для получ. КОз жидкие при комнатной т-ре сплавы К с Na — теплоносители, напр, в ядерных реакторах искусств, изотоп (Ti/, 12,52 года) — радиоакт. индикатор в химии, медицине и биологии. с. Л. Стефанюк. КАЛИЙНАЯ СОЛЬ СМЕШАННАЯ, удобрение, получаемое смешением сильвинита (см. Калийные удобрения) и КС1. Содержит 40% К 0 (63,3% K l) и не более 2% влаги. Гигр., слеживается при хранении. Особенно эффективна при использ. под сахарную я кормовую свеклу, капусту, морковь, ячмень, а также для удобрения лугов. [c.231]

Прм Наполнение высокотемпературных термометров контактный металл в электротехнике теплообмейники в ядерных реакторах спектрография ковйпонент сплавов (сллавы Оа с незначительным количеством Л1 при комнатной температуре находятся в жидком состоянии и соединяются с водой так же энергично, как Ыа в зубных пломбах. [c.54]

Влияние радиационного излучения ядерного реактора на некоторые физико-химические свойства металлов платиновой группы. Сокольский Д. В., П а к А. М., Н а д ы к т о Б. Т., Т е н Е. И., РозмановаЛ. Д. Каталитические реакции в жидкой фазе . Алма-Ата, Наука , 1972, стр. 277. [c.468]

Применение. В.— в химической промышленности для производства аммиака, метилового и других спиртов, а также различных продуктов, синтезируемых из В. и СО. В. применяется для гидрогенизации твердого и жидкого топлив, для гидроочистки нефтепродуктов, жиров, углей и смол, в процессах сварки и резки металлов, в биотехнических процессах микробиологического синтеза. В атомной промышленности нашли широкое применение изотопы В.— дейтерий и тритий тяжелая вода служит замедлителем нейтронов и теплоносителем в атомных реакторах. В. применяется в специальных термометрах, в электродах. Пероксид В. употребляют в процессах дезинфекции и стерилизации (обладает широким спектром антимикробного действия, спороцидностью, морозостойкостью, отсутствием запаха), в медицине, в консервной, пивоваренной промышленности, в качестве ракетного топлива, в химической промышленности для окисления кубовых красителей и производства перекисных соединений, в качестве отбеливателя. Оксид дейтерия применяют в ядерных реакторах как замедлитель нейтронов, как источник дейтронов (0+) для проведения ядерных и термоядерных реакций в научно-исследовательских целях. [c.16]

Некоторые металлы, потребность в которых в связи с развитие.м новой техники непрерывно возрастает, вообще могут быть получены только три применении вакуума, как, например, ниобий и таитал [274]. Эти металлы, как и титан, являются самыми перспективными для химического аппаратостроения, так как они обладают превосходной коррозионной устойчивостью по отношению к действию многих агрессивных сред и прежде всего слот. Ниобий, тантал, их сплавы и некоторые соединения могут быть применены для изготовления нагревателей, конденсаторов, реакторов, аэраторов, адсорберов, мешалок, клапанов, трубопроводов, сит, проволочных фильтров. На ниобий практически не действуют применяемые в качестве жидко-металлических охладителей в ядерных реакторах жидкие расплавы натрия и его сплава с калием, лития, висмута, свинца, ртути, олова. Химическая устойчивость обусловлена наличием окисной пленки на поверхности металла. Эти металлы тугоплавки, имеют низкую упругость пара при высоких температурах [c.340]

Органические соединения можно использовать в ядерных реакторах как замедлители и теплоносители [52, 55—58]. Среди прочих веществ отдается предпочтение радиационно-устойчивым полифенилам и многоядерным ароматическим углеводородам. Как охладители они имеют преимущества по сравнению с водой и жидкими металлами, так как органические соединения не обладают коррозийными свойствами и давление их паров низко. Следовательно, в реакторах можно избежать применения очень дорогих коррозийностойких материалов и систем высокого давления. Более того, органические вещества (если они чистые) мало активируются нейтронами и слабо взаимодействуют при непосредственном контакте с ураном при высоких температурах. К их недостаткам следует отнести низкую теплопроводность, способность разлагаться под облучением и воспламеняемость. [c.337]

Известны следующие способы активирования деталей облучение в ядерном реакторе, отливка деталей (например, поршневых колец) с введением в жидкий металл радиоактивного изотопа, электролитическое заполнение канавок на црверхности трения металлом с радиоактивным изотопом, применение радиоактивных вставок — свидетелей . Рассмотрим особенности этих способов применительно к активированию поршневых колец [85]. [c.94]

Ядерные реакторы можно охлаждать различными веществами, в том числе водой, жидкими металлами, расплавленными солями, газами и органическими соединениями. Преимущество врганических охладителей заключается в том, что они не вызывают коррозии конструкционных материалов. Другие преимущества связаны с низким давлением паров и низкой наведенной радиоактивностью, что приводит к упрощению конструкции реактора. Один из недостатков заключается в высокой точке плав-.ления некоторых соединений, но основной недостаток — это термическая и особенно радиационная нестабильность. Органические охладители способны замедлять быстрые нейтроны, поэтому лх часто относят к охладителям-замедлителям. Ряд работ был проведен с целью найти наиболее подходящие соединения и установить их чувствительность к теплу и излучению [В80, С100, С102, РЗЗ]. Внимание было привлечено к ароматическим соединениям, как наиболее устойчивым при облучении. Испыта-лия тепловой устойчивости показали, что из 40 испытанных ароматических соединений наилучшими оказались дифенил, о-, м- и л-терфенил и нафталин и что их тепловая устойчивость приемлема до 490° [В80]. Проблему создает не нестабильность к теплу, л нестабильность к действию излучения. [c.316]

Применение. У. служит основным горючим в ядерных реакторах. В реакторах преим. используют металлич. У., легированный и нелегированный. Однако в нек-рд.1х тинах реакторов применяют горючее в форме твердых соединений (напр., иОа), а такж водных р-ров соединений У. или жидкого сплава У. в другом металле (см. Ядерное горючее, Ядерная энергия). [c.175]

Регулирующие стержни из гафния были установлены в реакторах на подводной лодке [651, на атомной электростанции в ФРГ близ Франкфурта-на-Майне [66], на Шиппингпортской атомной, электростанции [58]. С 1962 г. в Англии гафний используется для оснащения атомных подводных лодок его предполагается применять на судах торгового флота, работающих на ядерном топливе. В других типах ядерных реакторов, таких как газоохлаждаемые или охлаждаемые жидкими металлами, в качестве контрольностержневого материала рекомендуется применять некоторые жаропрочные соединения гафния, обладающие необходимыми механическими свойствами и сопротивлением к действию охладителя. [c.12]

В настоящее время введено в эксплуатацию большое число исследовательских ядерных реакторов различных типов, не говоря о реакторах, предназначенных только для производства электроэнергии и расщепляющихся материалов. В каталоге за 1962 г. [13] число действующих исследовательских и испытательных реакторов значительно превышало 200. Почти во всех из них в качестве горючего используется уран либо в видр природной смеси изотопов, либо обогащенный изотопом уран можег быть изготовлен в виде пластин, стержней, небольших блоков из металла или сплава, в виде таблеток из окиси урана или же в виде раствора какой-либо соли урана. Кроме того, действует и несколько реакторов, работающих на плутонии-239. Поскольку большинство исследовательских реакторов работает на тепловых нейтронах, осуществляющих цепную реакцию, все они содержат в себе замедлители — вещества, назначение которых состоит в замедлении быстрых нейтронов, испускаемых при делении (средняя энергия нейтронов деления равна - 2,5 Мэв, наиболее вероятная энергия составляет 0,6 Мэе), до тепловых энергий. Желательно, чтобы замедлители обладали малым массовым числом и низким сечением поглощения нейтронов в качестве замедлителей обычно применяется вода,, тяжелая вода, графит и бериллий. Огромное количество тепла, создаваемое ценным процессом деления, должно быть отведено из реактора по этой причине все реакторы — исключая самые маломощные — оснащены эффективной системой охлаждения. В качестве охладителей используется также целый ряд веществ вода, тяжелая вода, воздух, углекислый газ и жидкие металлы. Реакторы, в которых одно и то же вещество выступает в роли как охладителя, так и замедлителя, часто оказываются наиболее экономичными. [c.376]

Из урановой руды необходимо получить уран в форме, пригодной для использования в ядерных реакторах. Материалом для ядерпых реакторов часто служат компактный металлический уран, сплавы его с алюминием, цирконием, молибденом, никелем и другими металлами, обладающими низкими эффективными сечениями захвата. В некоторых случаях для реакторов используют расплавы урана (например, в висмуте) или суспензии интерметаллических соединений в жидких металлах (например, суспензия иРЬз в жидком свинце). [c.8]