123.Дайте сравнительную характеристику теплофизических свойств основных жидкометаллических теплоносителей (натрия, висмута, свинца).

Применение жидких металлов для охлаждения энергетических ядерных реакторов позволяет устранить некоторые существенные недостатки, свойственные воде и органическим теплоносителям.

Достоинства

1. Высокая температура кипения

2. Отсутствие зависимости температуры от давления

3. Отсутствие радиолиза

4. Малое давление насыщенных паров

5. Высокая радиационная стойкость

6. Хорошая теплопроводность

Недостатки

1. Малая теплоемкость

2. Бурная реакция с водой

3. Необходимость наличия системы подогрева металла для его плавления

4. При воздействии ионизирующего излучения образуются дополнительные нуклиды

124. Основной недостаток жидкого натрия с точки зрения наведенной радиоактивности.

Натрий является исключительно активным и реакционно-способным элементом. Натрий восстанавливает окислы большинства металлов, причем продукт восстановления может быть как чистым металлом, так и сплавом металла с натрием, интенсивное поглощение водорода натрием при высоких температурах, Под действием нейтронов ядерного реактора в теплоносителе возникают долгоживущие радиоактивные изотопы натрия с массовыми числами 22 и 24. Наиболее опасен радиоактивный изотоп Na24, который является излучателем – квантов. Период полураспада изотопа Na24 сравнительно невелик, и поэтому после остановки реактора его радиоактивность в контуре теплоносителя быстро уменьшается.

125. Чем опасно соприкосновение натрия с водой. Как протекает соответствующая реакция.

При использовании натрия в качестве теплоносителя необходимо учитывать опасность, возникающую в результате возможной реакции натрия с водой. Соприкосновение натрия с водой или водяным паром может возникнуть при различных обстоятельствах. Наибольшую опасность представляют утечки натрия в водяной контур или воды в натриевый контур при использовании парогенераторов с натриевым теплоносителем.

Кроме того, соприкосновение натрия с водой возможно при заполнении жидким металлом недостаточно просушенного контура теплоносителя или промывке водой теплообменной системы после ее работы.

Реакция натрия с водой сопровождается выделением газообразного водорода и большого количества тепла и может привести к аварии установки. При условии протекания этой реакции на большой поверхности она может вызвать взрыв. Если реакция между натрием и водой происходит в жестком герметичном сосуде, то образующийся водород создает высокое давление в контейнере и может привести к разрыву его стенок.

Взаимодействие натрия с водой протекает в соответствии с одним из двух следующих уравнений:

Механизм протекания реакции следующий. При соприкосновении жидкого натрия с водой выделяющийся газообразный водород тотчас же разделяет реагирующие вещества, в связи с чем время, неооходимое для завершения реакции, зависит главным образом от условий перемешивания реагирующих веществ. Если площадь контакта натрия с водой постоянна, то и скорость реакции будет постоянной.