Статьи автора

Скорость коррозии стали ЭП-823 в расплавах хлоридов щелочных металлов

Номер выпуска 2 от 17.09.2025

В настоящее время разрабатываются технологии регенерации смешанного нитридного уран-плутониевого отработавшего ядерного топлива (СНУП ОЯТ) для РУ БРЕСТ-ОД-300, в том числе с использованием пирохимического способа мягкого хлорирования в расплавах хлоридов щелочных металлов для отделения топлива от оболочек ТВЭЛов, изготовленных из обладающей высокой радиационной стойкостью ферритно-мартенситной стали ЭП-823. В работе представлены результаты статических коррозионных испытаний стали ЭП-823 в расплавах солей KCl–LiCl и KCl–LiCl–nPbCl₂ при 500 и 650°С в течение 24 ч. Метод нейтронно-активационного анализа применен для исследования коррозионного поведения стали ЭП-823 в неоксидированном и термически оксидированном на воздухе состоянии до толщины оксидной пленки ~12.5 мкм. Образцы стали ЭП-823 были предварительно облучены в исследовательском ядерном реакторе ИВВ-2М до набора флюенса нейтронов порядка ~2.9 · 10¹⁷ н/см². Показано, что коррозия стали и переход продуктов коррозии в расплавы солей имеют избирательный характер. Повышение температуры испытаний и введение PbCl₂ в расплав солей KCl–LiCl в количестве одного мольного процента приводит к увеличению скорости коррозии и перехода продуктов коррозии стали в расплав почти на два порядка. Выявлено, что наличие предварительно нанесенной оксидной пленки на поверхности стали ЭП-823 не является препятствующим фактором в коррозионном взаимодействии стали с расплавами KCl–LiCl–nPbCl₂. Получены выражения для расчета значений средних скоростей коррозии стали ЭП-823 и компонентов, входящих в ее состав, в расплавах солей 2KCl–3LiCl и 2KCl–3LiCl–nPbCl₂. Значения констант K_i,o, K_ЭП,o, Q_i и Q_ЭП, приведенные в табл. 6, позволяют производить расчетные оценки значений средних скоростей коррозии стали ЭП-823 и ее компонентов (Fe, Cr, Mn) в расплавах солей 2KCl–3LiCl и 2KCl–3LiCl–nPbCl₂ при различных температурах.

12 0

Возможности нейтронно-активационного анализа для исследования коррозионного поведения металлических материалов в расплавах солей

Номер выпуска 6 от 17.09.2025

Для реакторной установки БРЕСТ-ОД-300 [1, 2] разрабатывается технология регенерации смешанного нитридного уран-плутониевого отработавшего ядерного топлива (СНУП ОЯТ) [3–9]. Для отделения СНУП ОЯТ от оболочек ТВЭЛов, изготовленных из материала с высокой радиационной стойкостью – ферритно-мартенситной стали ЭП-823 [10–16], предлагается использование пирометаллургических способов “мягкого хлорирования” [17]. При растворении легирующих и примесных элементов стали ЭП-823 в расплавленных солях эвтектиктического состава на основе хлоридов лития и калия будет происходить загрязнение расплава. По этой же причине будет происходить образование летучих соединений с их дальнейшим массопереносом из горячих в холодные участки технологического оборудования. При исследовании коррозионного поведения металлов и сплавов в жидких средах часто возникает задача определения в растворе малых количеств продуктов растворения. Данная задача возникает, например, при исследовании скорости растворения микропримесей. Чувствительность обычных, традиционных методов, используемых при таких коррозионных испытаниях, как определение потерь массы или колориметрическое определение продуктов коррозии в растворе, часто недостаточна для проведения соответствующих измерений. В данных случаях наиболее эффективным оказывается применение радиохимического метода нейтронно-активационного анализа, основанного на качественном и количественном определении химических элементов. Данный метод основан на измерении характеристик излучения радионуклидов, образующихся при облучении материалов нейтронами. В настоящей работе представлены результаты исследования коррозионного поведения и массопереноса продуктов коррозии, предварительно облученной стали ЭП-823 в расплавах солей 2KCl–3LiCl и 2KCl–3LiCl–PbCl₂ при температурах 500 и 650°C в течение 24 ч. Показано, что метод нейтронно-активационного анализа может быть применен для исследования коррозионного поведения стали в расплавах солей различного состава.

11 0