水辐解对反应堆材料SS316腐蚀速率的影响研究

发布时间：2024-12-18 21:53

　　 水作为反应堆的主要冷却剂之一,在经过堆芯的辐照区时会产生辐解,生成具有强氧化性的O₂、H₂O₂等产物,这些产物会对材料的腐蚀速率造成影响,进而影响反应堆的活化腐蚀产物源项。在已有理论和模型的基础上,将水辐照分解计算和材料腐蚀速率计算结合起来,以评估水辐照分解对反应堆材料腐蚀速率的影响。根据反应堆的运行工况,计算出冷却回路中水辐解的主要产物O₂和H₂O₂的产额在0.1～10μmol·L^-1之间,结合电化学中的混合电位理论,进一步计算得出SS316材料的电化学腐蚀速率在0.012～0.026 g·m^-2·h^-1范围内。

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【部分图文】：

图1 T=25℃、DR=2.0 Gy·s-1、pH=10.6条件下模拟结果和实验结果对比

通过上述验证，确认了模型的合理性和准确性，因此可以用此模型来计算反应堆条件下水的辐照分解过程。在反应堆中，水的辐照分解实际受到一定剂量比的γ辐照和中子辐照。由于目前暂没有混合射线的具体剂量率及其射线比例的准确值，所以本文拟定γ辐照和中子辐照比例为1:1，剂量率范围10～1000....

图2 水辐解产物H2O2和O2稳态浓度随剂量率的变化

在反应堆中，水的辐照分解实际受到一定剂量比的γ辐照和中子辐照。由于目前暂没有混合射线的具体剂量率及其射线比例的准确值，所以本文拟定γ辐照和中子辐照比例为1:1，剂量率范围10～10000Gy·s-1的辐射强度进行辐照分解计算，该剂量率范围涵盖了反应堆的预期运行工况，温度取为2....

图3 SS316阳极极化曲线，实验值和拟合值的比较

式中：icorr表示阳极极化电流密度；E表示阳极电极电位。实验数据和拟合数据比较如图3所示。通过上述步骤，可得到电化学反应中的阴极和阳极电流密度和电极电位的关系，即阴极和阳极极化曲线。将阴阳极的极化曲线用一个坐标系表示，即得到伊文斯腐蚀极化图，其中阴阳极化曲线的交点即为自腐蚀的稳....

图4 实验测得不同氧气浓度下304不锈钢腐蚀极化[10]

对比图4和图5可以看出：在561K温度下，304不锈钢在氧气含量12×10-9和100×10-9的高温水中的自腐蚀电流密度分别在1.1×10-6A·cm-2和5×10-6A·cm-2左右，实验值和模拟值差别很小，且实验测出的阴极极化曲线和模拟得到的阴极极化曲线在趋势和量级上也....

本文编号：4017173