Влияние дозирования цинка на мощность дозы от петель первого контура для энергоблоков PWR и прогнозные оценки для ВВЭР-1000
Проанализирована целесообразность дозирования цинка в теплоноситель первого контура реакторов ВВЭР с целью уменьшения радиоактивных полей от оборудования. На западных АЭС с реакторами PWR дозирование цинка в теплоноситель приводит к постоянному уменьшению мощности доз, причиной которых является ради...
Збережено в:
| Дата: | 2016 |
|---|---|
| Автори: | , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Державне підприємство "Державний науково-технічний центр з ядерної та радіаційної безпеки" Держатомрегулювання України та НАН України
2016
|
| Назва видання: | Ядерна та радіаційна безпека |
| Онлайн доступ: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/129886 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Влияние дозирования цинка на мощность дозы от петель первого контура для энергоблоков PWR и прогнозные оценки для ВВЭР-1000 / Т.В. Мальцева, О.Н. Горпинченко, Д.В. Гуменюк // Ядерна та радіаційна безпека. — 2017. — № 1. — С. 62-65. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-129886 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-1298862018-02-01T03:03:04Z Влияние дозирования цинка на мощность дозы от петель первого контура для энергоблоков PWR и прогнозные оценки для ВВЭР-1000 Мальцева, Т.В. Горпинченко, О.Н. Гуменюк, Д.В. Проанализирована целесообразность дозирования цинка в теплоноситель первого контура реакторов ВВЭР с целью уменьшения радиоактивных полей от оборудования. На западных АЭС с реакторами PWR дозирование цинка в теплоноситель приводит к постоянному уменьшению мощности доз, причиной которых является радиоактивный кобальт. Цинк внедряется в оксидную пленку на поверхностях оборудования первого контура с формированием термодинамически наиболее устойчивой цинковой шпинели, которая препятствует дальнейшему внедрению радиоактивного кобальта в оксидные пленки. Прогнозные оценки для реакторов ВВЭР-1000 показывают, что при концентрации цинка 5—15 мкг/дм³ в теплоносителе катионные вакансии в решетке шпинели будет занимать преимущественно цинк, препятствуя про- никновению кобальта в шпинель и увеличению радиоактивных полей от оборудования. Проаналізовано доцільність дозування цинку в теплоносій першого контуру реакторів ВВЕР з метою зменшення радіоактивних полів від обладнання. На західних АЕС з реакторами PWR дозування цинку в теплоносій сприяє постійному зменшенню потужності доз, причиною яких є радіоактивний кобальт. Цинк проникає в оксидну плівку на поверхнях обладнання першого контуру з формуванням термодинамічно найбільш стійкої цинкової шпінелі, яка перешкоджає подальшому проникненню радіоактивного кобальту в оксидні плівки. Прогнозні оцінки для реакторів ВВЕР-1000 показують, що за концентрації цинку 5—15 мкг/дм³ в теплоносії катіонні вакансії в ґратах шпінелі займатиме переважно цинк, перешкоджаючи проникненню кобальту в шпінель і збільшенню радіоактивних полів від обладнання. The paper analyzed the advisability of zinc injection into the VVER primary system coolant in order to minimize radioactive fields of equipment. In the western NPPs with PWR, zinc injection into the coolant leads to permanent decrease of dose rates caused by radioactive cobalt. Zinc is introduced into the oxide film on the primary system equipment surfaces to form the most stable zinc spinel, which prevents the further introduction of radioactive cobalt in the oxide film. Predictive assessments for VVER-1000 show that under the zinc concentration of µg/dm³ in the coolant, cation vacancies in the spinel lattice will be occupied mostly by zinc, preventing the penetration of cobalt in the spinel and increase of radioactive fields of equipment. 2016 Article Влияние дозирования цинка на мощность дозы от петель первого контура для энергоблоков PWR и прогнозные оценки для ВВЭР-1000 / Т.В. Мальцева, О.Н. Горпинченко, Д.В. Гуменюк // Ядерна та радіаційна безпека. — 2017. — № 1. — С. 62-65. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. 2073-6231 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/129886 621.039.73 ru Ядерна та радіаційна безпека Державне підприємство "Державний науково-технічний центр з ядерної та радіаційної безпеки" Держатомрегулювання України та НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| description |
Проанализирована целесообразность дозирования цинка в теплоноситель первого контура реакторов ВВЭР с целью уменьшения радиоактивных полей от оборудования. На западных АЭС с реакторами PWR дозирование цинка в теплоноситель приводит к постоянному уменьшению мощности доз, причиной которых является радиоактивный кобальт. Цинк внедряется в оксидную пленку на поверхностях оборудования первого контура с формированием термодинамически наиболее устойчивой цинковой шпинели, которая препятствует дальнейшему внедрению радиоактивного кобальта в оксидные пленки. Прогнозные оценки для реакторов ВВЭР-1000 показывают, что при концентрации цинка 5—15 мкг/дм³ в теплоносителе катионные вакансии в решетке шпинели будет занимать преимущественно цинк, препятствуя про- никновению кобальта в шпинель и увеличению радиоактивных полей от оборудования. |
| format |
Article |
| author |
Мальцева, Т.В. Горпинченко, О.Н. Гуменюк, Д.В. |
| spellingShingle |
Мальцева, Т.В. Горпинченко, О.Н. Гуменюк, Д.В. Влияние дозирования цинка на мощность дозы от петель первого контура для энергоблоков PWR и прогнозные оценки для ВВЭР-1000 Ядерна та радіаційна безпека |
| author_facet |
Мальцева, Т.В. Горпинченко, О.Н. Гуменюк, Д.В. |
| author_sort |
Мальцева, Т.В. |
| title |
Влияние дозирования цинка на мощность дозы от петель первого контура для энергоблоков PWR и прогнозные оценки для ВВЭР-1000 |
| title_short |
Влияние дозирования цинка на мощность дозы от петель первого контура для энергоблоков PWR и прогнозные оценки для ВВЭР-1000 |
| title_full |
Влияние дозирования цинка на мощность дозы от петель первого контура для энергоблоков PWR и прогнозные оценки для ВВЭР-1000 |
| title_fullStr |
Влияние дозирования цинка на мощность дозы от петель первого контура для энергоблоков PWR и прогнозные оценки для ВВЭР-1000 |
| title_full_unstemmed |
Влияние дозирования цинка на мощность дозы от петель первого контура для энергоблоков PWR и прогнозные оценки для ВВЭР-1000 |
| title_sort |
влияние дозирования цинка на мощность дозы от петель первого контура для энергоблоков pwr и прогнозные оценки для ввэр-1000 |
| publisher |
Державне підприємство "Державний науково-технічний центр з ядерної та радіаційної безпеки" Держатомрегулювання України та НАН України |
| publishDate |
2016 |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/129886 |
| citation_txt |
Влияние дозирования цинка на мощность дозы от петель первого контура для энергоблоков PWR и прогнозные оценки для ВВЭР-1000 / Т.В. Мальцева, О.Н. Горпинченко, Д.В. Гуменюк // Ядерна та радіаційна безпека. — 2017. — № 1. — С. 62-65. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. |
| series |
Ядерна та радіаційна безпека |
| work_keys_str_mv |
AT malʹcevatv vliâniedozirovaniâcinkanamoŝnostʹdozyotpetelʹpervogokonturadlâénergoblokovpwriprognoznyeocenkidlâvvér1000 AT gorpinčenkoon vliâniedozirovaniâcinkanamoŝnostʹdozyotpetelʹpervogokonturadlâénergoblokovpwriprognoznyeocenkidlâvvér1000 AT gumenûkdv vliâniedozirovaniâcinkanamoŝnostʹdozyotpetelʹpervogokonturadlâénergoblokovpwriprognoznyeocenkidlâvvér1000 |
| first_indexed |
2025-07-09T12:21:56Z |
| last_indexed |
2025-07-09T12:21:56Z |
| _version_ |
1837171966266572800 |
| fulltext |
62 ISSN 2073-6231. ßäåðíà òà ðàä³àö³éíà áåçïåêà 1(73).2017
УДК 621.039.73
Т. В. Мальцева, О. Н. Горпинченко,
Д. В. Гуменюк
Государственный научно-технический центр по ядерной
и радиационной безопасности, г. Киев, Украина
Влияние дозирования цинка
на мощность дозы
от петель первого контура
для энергоблоков PWR
и прогнозные оценки
для ВВЭР-1000
Проанализирована целесообразность дозирования цинка в тепло-
носитель первого контура реакторов ВВЭР с целью уменьшения радио-
активных полей от оборудования. На западных АЭС с реакторами PWR
дозирование цинка в теплоноситель приводит к постоянному умень-
шению мощности доз, причиной которых является радиоактивный ко-
бальт. Цинк внедряется в оксидную пленку на поверхностях оборудова-
ния первого контура с формированием термодинамически наиболее
устойчивой цинковой шпинели, которая препятствует дальнейшему
внедрению радиоактивного кобальта в оксидные пленки. Прогнозные
оценки для реакторов ВВЭР-1000 показывают, что при концентрации
цинка 5—15 мкг/дм3 в теплоносителе катионные вакансии в решетке
шпинели будет занимать преимущественно цинк, препятствуя про-
никновению кобальта в шпинель и увеличению радиоактивных полей
от оборудования.
К л ю ч е в ы е с л о в а: водно-химический режим, мощность доз,
радиоактивный кобальт, цинк, дозирование.
Т. В. Мальцева, О. М. Горпинченко, Д. В. Гуменюк
Вплив дозування цинку на потужність дози від петель
першого контуру для енергоблоків PWR і прогнозні
оцінки для ВВЕР-1000
Проаналізовано доцільність дозування цинку в теплоносій першо-
го контуру реакторів ВВЕР з метою зменшення радіоактивних полів
від обладнання. На західних АЕС з реакторами PWR дозування цинку
в теплоносій сприяє постійному зменшенню потужності доз, причиною
яких є радіоактивний кобальт. Цинк проникає в оксидну плівку на по-
верхнях обладнання першого контуру з формуванням термодинамічно
найбільш стійкої цинкової шпінелі, яка перешкоджає подальшому
проникненню радіоактивного кобальту в оксидні плівки. Прогнозні
оцінки для реакторів ВВЕР-1000 показують, що за концентрації цинку
5—15 мкг/дм3 в теплоносії катіонні вакансії в ґратах шпінелі займати-
ме переважно цинк, перешкоджаючи проникненню кобальту в шпінель
і збільшенню радіоактивних полів від обладнання.
К л ю ч о в і с л о в а: водно-хімічний режим, потужність доз,
радіоактивний кобальт, цинк, дозування.
© Т. В. Мальцева, О. Н. Горпинченко, Д. В. Гуменюк, 2017
È
ñõîäÿ èç îïûòà ñîâåðøåíñòâîâàíèÿ âîäíî-
õèìè÷åñêîãî ðåæèìà 1-ãî êîíòóðà (ÂÕÐ-1)
íà çàïàäíûõ ÀÝÑ ñ ðåàêòîðàìè PWR, óìåíü-
øåíèå êîëè÷åñòâà ðàäèîàêòèâíûõ îòõîäîâ
(ÐÀÎ) è ìîùíîñòè äîçû îáëó÷åíèÿ îò îáîðó-
äîâàíèÿ ÀÝÑ ñ ðåàêòîðàìè ÂÂÝÐ ìîæåò áûòü äîñòèãíóòî
îïòèìèçàöèåé ÂÕÐ-1:
ïåðåõîäîì íà äîçèðîâàíèå ãàçîîáðàçíîãî âîäîðîäà âìå-
ñòî àììèàêà äëÿ óìåíüøåíèÿ êîëè÷åñòâà íåýôôåêòèâíî
èñïîëüçóåìûõ èîíîîáìåííûõ ñìîë è ðåãåðàöèîííûõ ðàñ-
òâîðîâ, îáðàçóþùèõ çíà÷èòåëüíóþ ÷àñòü ÐÀÎ;
äîçèðîâàíèåì öèíêà â òåïëîíîñèòåëü 1-ãî êîíòóðà
(ÒÏÊ) ñ öåëüþ ñâåäåíèÿ ê ìèíèìóìó ðàäèàöèîííûõ ïîëåé
îò îáîðóäîâàíèÿ, ñâÿçàííûõ ñ ðàäèîàêòèâíûì êîáàëüòîì;
èñïîëüçîâàíèåì â 1-ì êîíòóðå â êà÷åñòâå ùåëî÷íîãî
àãåíòà LiOH âìåñòî KOH;
ïðèìåíåíèåì îáîãàùåííîé ïî èçîòîïó 10Â áîðíîé êèñ-
ëîòû äëÿ ñíèæåíèÿ åå íåîáõîäèìîãî êîëè÷åñòâà.
Âíåäðåíèå ýòèõ íàïðàâëåíèé îòäåëüíî äðóã îò äðóãà
äëÿ äåéñòâóþùèõ (ñîñòàðèâøèõñÿ) ðåàêòîðîâ ÂÂÝÐ íå äàñò
çíà÷èòåëüíîãî ýôôåêòà. Êîìïëåêñíûé ïîäõîä ìîæåò çà-
êëþ÷àòüñÿ â ïîñëåäîâàòåëüíîì ïðèìåíåíèè äîçèðîâàíèÿ
â 1-é êîíòóð ãàçîîáðàçíîãî âîäîðîäà âìåñòî àììèàêà, çà-
ùèòû åìêîñòåé îò àòìîñôåðíîãî âîçäóõà è äîçèðîâàíèÿ
â ÒÏÊ ìèêðîäîáàâîê öèíêà. Â ïåðñïåêòèâå ïðè óñïåøíîé
ðåàëèçàöèè òàêîãî ïîäõîäà âîçìîæåí ïåðåõîä íà èñïîëüçî-
âàíèå îáîãàùåííîé áîðíîé êèñëîòû.
Êîìïëåêñíàÿ îïòèìèçàöèÿ ÂÕÐ-1 ïîçâîëèò èñïîëüçî-
âàòü øòàòíûå êîíñòðóêöèîííûå ìàòåðèàëû òåïëîâûäåëÿ-
þùèõ ñáîðîê ïðè ïåðåõîäå íà áîëåå äëèòåëüíûå òîïëèâ-
íûå öèêëû è âûñîêèå ãëóáèíû âûãîðàíèÿ òîïëèâà.
Öåëü ñòàòüè — ïðîàíàëèçèðîâàòü öåëåñîîáðàçíîñòü äî-
çèðîâàíèÿ öèíêà â òåïëîíîñèòåëü 1-ãî êîíòóðà äëÿ ðåàê-
òîðîâ ÂÂÝÐ.
Îáðàçîâàíèå ðàäèîàêòèâíûõ ïîëåé è íàêîïëåíèå ìîù-
íîñòè äîç îò îáîðóäîâàíèÿ çàâèñèò, ïðåæäå âñåãî, îò íà-
ëè÷èÿ â íåì ðàäèîíóêëèäà 60Co. Ïîýòîìó, ÷òîáû óìåíü-
øèòü ìîùíîñòü ñâÿçàííûõ ñ 60Co äîç, ïðè âåäåíèè ÂÕÐ
ñëåäóåò êîíòðîëèðîâàòü ñòåïåíü êîððîçèè è âûñâîáîæäå-
íèå êîáàëüòà. Åùå îäíèì âàæíûì ôàêòîðîì, âëèÿþùèì
íà îáðàçîâàíèå ðàäèàöèîííûõ ïîëåé, ÿâëÿåòñÿ íàëè÷èå
ðàäèîíóêëèäà 58Co, êîòîðûé îáðàçóåòñÿ èç íèêåëÿ ïðè ðå-
àêöèè n-p (êîãäà íåéòðîí çàìåùàåò ïðîòîí â ÿäðå). Òàê
êàê íèêåëü ÿâëÿåòñÿ íåîòúåìëåìîé ñîñòàâëÿþùåé ïî÷òè
âñåõ êîíñòðóêòèâíûõ ìàòåðèàëîâ 1-ãî êîíòóðà, ïðèñóòñò-
âèå 58Co íåëüçÿ èñêëþ÷èòü; ïðè ýòîì åãî àêòèâíîñòü óâå-
ëè÷èâàåòñÿ ñ ïîâûøåíèåì ñîäåðæàíèÿ íèêåëÿ â ñïëàâå [1].
Ñîãëàñíî äàííûì [2], âêëàä ðàäèîàêòèâíîãî êîáàëüòà
â ìîùíîñòü äîçû ðàäèîíóêëèäîâ â îòëîæåíèÿõ íà õîëîä-
íîì è ãîðÿ÷åì êîëëåêòîðàõ ïàðîãåíåðàòîðà ñîñòàâëÿåò êàê
ìèíèìóì 43 %.
Ðàñïðåäåëåíèå ìîùíîñòè äîçû ïî îáîðóäîâàíèþ 1-ãî
êîíòóðà ÂÂÝÐ-440, à òàêæå ñðåäíåãåîìåòðè÷åñêèå çíà-
÷åíèÿ ìîùíîñòè äîçû îò ãîðÿ÷åãî êîëëåêòîðà ïàðîãåíå-
ðàòîðîâ è ñðåäíåãåîìåòðè÷åñêèå çíà÷åíèÿ óäåëüíîé àê-
òèâíîñòè 60Co â òåïëîíîñèòåëå çà êàìïàíèþ ïðèâåäåíû
íà ðèñ. 1 è 2, ãäå âèäíà ÷åòêàÿ êîððåëÿöèÿ ìîùíîñòè äîçû
è àêòèâíîñòè 60Co.
Íà ïîäàâëÿþùåì áîëüøèíñòâå êèïÿùèõ ðåàêòîðîâ
è ÷àñòè ðåàêòîðîâ ñ âîäîé ïîä äàâëåíèåì çàðóáåæíûõ ÀÝÑ
áîëåå 30 ëåò óñïåøíî ïðèìåíÿåòñÿ äîçèðîâàíèå ìèêðî-
äîáàâîê öèíêà â âîäíûé òåïëîíîñèòåëü. Ïðè ýòîì ïðî-
èñõîäÿò ïîäàâëåíèå ïðîöåññîâ êîððîçèè àóñòåíèòíûõ
ñòàëåé è íèêåëåâûõ ñïëàâîâ, óëó÷øåíèå ðàäèàöèîííîé
îáñòàíîâêè è ñíèæåíèå äîçîçàòðàò âñëåäñòâèå óìåíüøåíèÿ
ISSN 2073-6231. ßäåðíà òà ðàä³àö³éíà áåçïåêà 1(73).2017 63
Âëèÿíèå äîçèðîâàíèÿ öèíêà íà ìîùíîñòü äîçû îò ïåòåëü ïåðâîãî êîíòóðà äëÿ ýíåðãîáëîêîâ PWR è ïðîãíîçíûå îöåíêè äëÿ ÂÂÝÐ-1000
ðàäèîàêòèâíûõ ïîëåé, ñâÿçàííûõ ñ íàêîïëåíèåì êîáàëüòà.
Ïðè äîçèðîâàíèè öèíêà â ÒÏÊ óæå â íà÷àëüíûé ïåðèîä
íàáëþäàåòñÿ âûíîñ â òåïëîíîñèòåëü ðàäèîàêòèâíûõ ïðî-
äóêòîâ êîððîçèè (ÐÏÊ), âûìûâàåìûõ èç ïîâåðõíîñòíûõ
ïëåíîê, ÷òî ñîïðîâîæäàåòñÿ âñïëåñêàìè àêòèâíîñòè ðàäèî-
íóêëèäîâ, â ïåðâóþ î÷åðåäü êîáàëüòà. Ïðè ýòîì â òå÷åíèå
ïåðâûõ íåñêîëüêèõ íåäåëü äîçèðóåìûé öèíê â çíà÷èòåëü-
íîé ñòåïåíè ïîãëîùàåòñÿ îêñèäíîé ïëåíêîé. Ïðåêðàùåíèå
âñïëåñêîâ è ñòàáèëèçàöèÿ àêòèâíîñòè ÐÊÏ â òåïëîíîñè-
òåëå íà íèçêîì óðîâíå ñîîòâåòñòâóþò çàâåðøåíèþ ðàñ-
ñìàòðèâàåìîãî ïðîöåññà çàìåùåíèÿ. Ïðîäîëæèòåëüíîñòü
äàííîãî ïðîöåññà çàâèñèò îò êîëè÷åñòâà äîçèðóåìîãî öèí-
êà, à òàêæå îò ñòåïåíè çàãðÿçíåííîñòè ïîâåðõíîñòåé òðó-
áîïðîâîäîâ è îáîðóäîâàíèÿ ÐÊÏ. Ïðè ðàáîòå ðåàêòîðà
íà ìîùíîñòè âî èçáåæàíèå ãåíåðàöèè ðàäèîíóêëèäà 65Zn
öåëåñîîáðàçíî ïðèìåíÿòü öèíê, îáåäíåííûé ïî èçîòî-
ïó 64Zn. Èñïîëüçîâàíèå äåøåâîãî öèíêà ïðèðîäíîãî èçî-
òîïíîãî ñîñòàâà âîçìîæíî ïîñëå îêîí÷àòåëüíîãî îñòàíîâà.
Íàèáîëåå ïðåäïî÷òèòåëüíûé âàðèàíò ïðèìåíåíèÿ îáåä-
íåííîãî èëè ïðèðîäíîãî öèíêà ìîæåò áûòü âûáðàí íà îñ-
íîâå ñðàâíèòåëüíîãî àíàëèçà ðàçëè÷íûõ âàðèàíòîâ. Åñëè
ïðè ýêñïëóàòàöèè öåëåñîîáðàçíî äîçèðîâàòü îáåäíåííûé
öèíê äî êîíöåíòðàöèè 10 ìêã/äì3, òî ïîñëå îêîí÷àòåëü-
íîãî îñòàíîâà ðåàêòîðà è âûãðóçêè òîïëèâà âîçìîæíû
áîëåå âûñîêèå êîíöåíòðàöèè ïðèðîäíîãî öèíêà äëÿ ñî-
êðàùåíèÿ ïðîäîëæèòåëüíîñòè îáðàáîòêè. Äîçèðîâàíèå
ðåàãåíòà ñ èîíàìè öèíêà â ÒÏÊ ïðåäóñìîòðåíî â ðîññèé-
ñêîì ïðîåêòå ÂÂÝÐ-ÒÎÈ (òèïîâîé îïòèìèçèðîâàííûé
è èíôîðìàòèçèðîâàííûé ïðîåêò) [2].
Âëèÿíèå äîáàâîê öèíêà íà êîððîçèîííîå ïîâåäåíèå
íåðæàâåþùèõ ñòàëåé èçó÷àëîñü ñïåöèàëèñòàìè Íàó÷íî-
òåõíè÷åñêîãî êîìïëåêñà «ßäåðíûé òîïëèâíûé öèêë»
ÕÔÒÈ. Ïðîâîäèëèñü àâòîêëàâíûå êîððîçèîííûå èñïû-
òàíèÿ îáðàçöîâ íåðæàâåþùèõ ñòàëåé ìàðîê 06Õ18Í10Ò,
08Õ18Í10Ò, 12Õ18Í10Ò â ìîäåëüíîé ñðåäå òåïëîíîñèòåëÿ
1-ãî êîíòóðà ðåàêòîðà ÂÂÝÐ-1000 [3]. Èç ðåçóëüòàòîâ èñ-
ñëåäîâàíèé ñëåäóåò, ÷òî êîððîçèîííàÿ ñòîéêîñòü íåðæàâå-
þùèõ ñòàëåé â ìîäåëüíîé ñðåäå ÒÏÊ ðåàêòîðà ÂÂÝÐ-1000
ïîâûøàåòñÿ ïðè äîáàâëåíèè öèíêà (ðèñ. 3).
Ìåõàíèçì ïîâûøåíèÿ êîððîçèîííîé ñòîéêîñòè ìîæåò
áûòü ïðåäñòàâëåí ñëåäóþùèì îáðàçîì. Êîððîçèÿ íåðæàâå-
þùåé ñòàëè ïðè ïîâûøåííûõ òåìïåðàòóðàõ ïðèâîäèò ê îá-
ðàçîâàíèþ äâóõñëîéíîé êîððîçèîííîé îêñèäíîé ïëåíêè.
Îêñèä êëàññèôèöèðîâàí êàê øïèíåëü ôîðìóëû ÀÂ2Î4,
ãäå À ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé äâóõâàëåíòíûé êàòèîí, Â — òðåõ-
âàëåíòíûé êàòèîí. Ôàçû äðóãèõ îêñèäîâ íå îáíàðóæåíû.
Ðèñ. 1. Ðàñïðåäåëåíèå ìîùíîñòè äîçû ïî
îáîðóäîâàíèþ 1-ãî êîíòóðà ÷åòûðåõ âûáðàííûõ
ðåàêòîðîâ òèïà ÂÂÝÐ-440 (À, Â, C, D):
1 — õîëîäíûé êîëëåêòîð; 2 — ãîðÿ÷èé êîëëåêòîð;
3 — òðóá÷àòêà ïàðîãåíåðàòîðà; 4 — òðóáîïðîâîäû; 5 — ãëàâíûé
öèðêóëÿöèîííûé íàñîñ; 6 — êðûøêà ðåàêòîðà äî âñêðûòèÿ
Ì
îù
íî
ñò
ü
äî
çû
,
ì
Ç
â/
÷
Íîìåð ó÷àñòêà
Ì
îù
íî
ñò
ü
äî
çû
,
ì
Ç
â/
÷
Óäåëüíàÿ àêòèâíîñòü 60Ñî, êÁê/äì3
Ðèñ. 2. Êîððåëÿöèÿ ñðåäíåãåîìåòðè÷åñêîãî çíà÷åíèÿ
ìîùíîñòè äîçû îò ãîðÿ÷åãî êîëëåêòîðà ïàðîãåíåðàòîðîâ
è ñðåäíåãåîìåòðè÷åñêîãî çíà÷åíèÿ óäåëüíîé
àêòèâíîñòè 60Co â òåïëîíîñèòåëå çà êàìïàíèþ [2]
Âðåìÿ, ÷
È
çì
åí
åí
èÿ
ì
àñ
ñû
,
ì
ã/
äì
2
Ðèñ. 3. Òèïè÷íàÿ êðèâàÿ êèíåòèêè êîððîçèè îáðàçöîâ
òðóá ñòàëè 08Õ18Í10Ò â êîððîçèîííîé ñðåäå ñîñòàâà
òåïëîíîñèòåëÿ 1-ãî êîíòóðà ÂÂÝÐ-1000 áåç öèíêà
è ñ ñîäåðæàíèåì öèíêà 0,01 è 0,03 ìã/äì3 [3]
64 ISSN 2073-6231. ßäåðíà òà ðàä³àö³éíà áåçïåêà 1(73).2017
Ò. Â. Ìàëüöåâà, Î. Í. Ãîðïèí÷åíêî, Ä. Â. Ãóìåíþê
 íàðóæíîì ñëîå ãëàâíàÿ ñîñòàâíàÿ ÷àñòü — Fe(II), â òî
âðåìÿ êàê Cr(III) è Fe(III) ïðèñóòñòâóþò âî âíóòðåííåì
ñëîå. Ââåäåíèå â òåïëîíîñèòåëü öèíêà ïðèâîäèò ê âíåä-
ðåíèþ êàòèîíîâ Zn(ΙΙ) â ðàñòóùèé îáîãàùåííûé ôåððèò,
îáîãàùåííûé õðîìèò è â ðàñòâîðèìûå ôàçû, à òàêæå ñïî-
ñîáñòâóåò óìåíüøåíèþ òîëùèíû êîððîçèîííîé ïëåíêè.
Ñêîðîñòü äâèæåíèÿ ìåòàëëè÷åñêèõ èîíîâ ÷åðåç âíóòðåí-
íèé îêñèäíûé ñëîé âñëåäñòâèå âíåäðåíèÿ èîíîâ öèíêà
ñíèæàåòñÿ ïðèìåðíî â 3—4 ðàçà, a ðîñò âíåøíåãî îêñèä-
íîãî ñëîÿ ïî÷òè ïîëíîñòüþ ïðåêðàùàåòñÿ, ÷òî îñîáåííî
çàìåòíî ïðè äëèòåëüíîì âðåìåíè îêèñëåíèÿ [3].
Ñîãëàñíî ðåçóëüòàòàì èññëåäîâàíèé, öèíê çàìåùàåò
êîáàëüò è ðÿä äðóãèõ øïèíåëåîáðàçóþùèõ ìåòàëëîâ â îê-
ñèäíîé ïëåíêå çà ñ÷åò åãî óíèêàëüíûõ òåðìîäèíàìè÷åñêèõ
ñâîéñòâ. Îòìå÷åííûé ýôôåêò ðåçêîãî óìåíüøåíèÿ ñêîðî-
ñòè ðåàêòèâàöèè îáóñëîâëåí âíåäðåíèåì öèíêà â îêñèä-
íóþ ïëåíêó íà ïîâåðõíîñòÿõ 1-ãî êîíòóðà ñ ôîðìèðîâà-
íèåì òåðìîäèíàìè÷åñêè íàèáîëåå óñòîé÷èâîé öèíêîâîé
øïèíåëè, êîòîðàÿ ïðåïÿòñòâóåò äàëüíåéøåìó âíåäðåíèþ
ðàäèîàêòèâíîãî êîáàëüòà â îêñèäíûå ïëåíêè [4].
Âðåìÿ, çàòðà÷åííîå ïåðñîíàëîì íà îáñëóæèâàíèå, ýêñ-
ïëóàòàöèþ è ðåìîíò ñèñòåì 1-ãî êîíòóðà, èãðàåò êëþ÷å-
âóþ ðîëü â îïðåäåëåíèè êîëëåêòèâíîé äîçû, íàêîïëåííîé
â çîíå êîíòðîëèðóåìîãî äîñòóïà. Äîçà íà 1 ÷åë.∙÷, îòðà-
áîòàííûé â çîíå êîíòðîëèðóåìîãî äîñòóïà ïðè ïåðåãðóç-
êå ðåàêòîðà, äàåò áîëåå ÷èñòóþ êàðòèíó òðåíäà îáëó÷å-
íèÿ îò ñèñòåì 1-ãî êîíòóðà, ÷åì ãîäîâûå êîëëåêòèâíûå
äîçû. Äîçû íà 1 ÷åë.∙÷, îòðàáîòàííûé â çîíå êîíòðîëèðó-
åìîãî äîñòóïà, ïðè îñòàíîâå áëîêîâ «À» è «Â» íåìåöêîé
ÀÝÑ «Áèáëèñ» çà 10 ëåò ñ íà÷àëà äîçèðîâàíèÿ îòðàæåíû
íà ðèñ. 4. Íà îáîèõ áëîêàõ äîçû ïðè îñòàíîâå óìåíüøè-
ëèñü âäâîå ñ ìîìåíòà íà÷àëà äîçèðîâàíèÿ öèíêà.
Ìåõàíèçì ñíèæåíèÿ äîçîâûõ íàãðóçîê îò îáîðóäîâàíèÿ
1-ãî êîíòóðà ïðè äîçèðîâàíèè öèíêà ìîæåò áûòü ïðåäñòàâ-
ëåí ñëåäóþùèì îáðàçîì:
â ïðèñóòñòâèè öèíêà â òåïëîíîñèòåëå îáðàçóåòñÿ îêñèä-
íàÿ çàùèòíàÿ ïëåíêà ìåíüøåé òîëùèíû;
öèíê è êîáàëüò êîíêóðèðóþò ïðè çàïîëíåíèè êà-
òèîííûõ âàêàíñèé â ðåøåòêå øïèíåëè. Ïîýòîìó ïðè
êîíöåíòðàöèè öèíêà â òåïëîíîñèòåëå 5—15 ìêã/äì3 è êîí-
öåíòðàöèè êîáàëüòà ìåíåå 0,1 ìêã/äì3 êàòèîííûå âàêàí-
ñèè ïðåèìóùåñòâåííî çàíèìàåò öèíê, ÷òî ïðåïÿòñòâóåò
ïðîíèêíîâåíèþ êîáàëüòà â øïèíåëü.
Ñòàëè â ñîñòàâå ýëåìåíòîâ ðåàêòîðîâ PWR ïî ñðàâ-
íåíèþ ñ ÂÂÝÐ èìåþò áîëüøåå îáîãàùåíèå ïî íèêåëþ,
à òàêæå ñîäåðæàò áîëüøåå êîëè÷åñòâî êîáàëüòà.  ðåçóëü-
òàòå êîððîçèè è âûñâîáîæäåíèÿ êîáàëüòà îáðàçóåòñÿ 60Co,
êîòîðûé è îïðåäåëÿåò ðàäèàöèîííóþ îáñòàíîâêó íà PWR.
Ïðîãíîç óìåíüøåíèÿ ìîùíîñòè äîç îò ïåòåëü 1-ãî êîí-
òóðà ðåàêòîðà ÂÂÝÐ-1000 ïðè äîçèðîâàíèè öèíêà â òåïëî-
íîñèòåëü ïðèâåäåí â òàáë. 1.
Òàáëèöà 1. Ïðîãíîçíûå îöåíêè óìåíüøåíèÿ ìîùíîñòè äîçû
äëÿ ÂÂÝÐ-1000 ïðè äîçèðîâàíèè öèíêà (÷åðåç ãîä) [6]
Òèï
ýíåðãîáëîêà
Ñðåäíåå çíà÷åíèå
ìîùíîñòè
äîçû îò ïåòåëü
1-ãî êîíòóðà, ìêÇâ/÷
Óìåíüøåíèå ìîùíîñòè äîçû
îò ïåòåëü ïåðâîãî êîíòóðà
ïðè äîçèðîâàíèè öèíêà,
ìêÇâ/÷
PWR-1 5000
270 äëÿ ãîðÿ÷èõ ïåòåëü
310 äëÿ õîëîäíûõ ïåòåëü
PWR-2 7500
237 äëÿ ãîðÿ÷èõ ïåòåëü
396 äëÿ õîëîäíûõ ïåòåëü
ÂÂÝÐ-1000* 200 Äî 9
*Íà ïðèìåðå ýíåðãîáëîêà ¹ 3 Çàïîðîæñêîé ÀÝÑ.
Ñîäåðæàíèå êîáàëüòà â ïîâåðõíîñòíûõ ïëåíêàõ îáî-
ðóäîâàíèÿ 1-ãî êîíòóðà ÂÂÐÝÐ-1000 ïðèìåðíî â 45 ðàç
ìåíüøå, ÷åì íà ýíåðãîáëîêàõ ÀÝÑ PWR-1, PWR-2.  ñîîò-
âåòñòâèè ñ ðàñ÷åòàìè, êîíöåíòðàöèÿ öèíêà 5—15 ìêã/äì3
îáåñïå÷èò ìèíèìèçàöèþ ðàäèàöèîííûõ ïîëåé îò îáî-
ðóäîâàíèÿ 1-ãî êîíòóðà ðåàêòîðà ÂÂÐÝÐ-1000. Ñ ó÷åòîì
ðàçëè÷èé â ñîñòàâå êîíñòðóêöèîííûõ ìàòåðèàëîâ îáîðó-
äîâàíèÿ 1-ãî êîíòóðà ðåàêòîðîâ PWR è ÂÂÝÐ-1000 âíåä-
ðåíèå òåõíîëîãèè äîçèðîâàíèÿ öèíêà â òåïëîíîñèòåëü 1-ãî
êîíòóðà ïðèâåäåò ê çíà÷èòåëüíîìó óìåíüøåíèþ ìîùíîñòè
Ðèñ. 4. Äîçû íà 1 ÷åë.∙÷,
îòðàáîòàííûé â çîíå
êîíòðîëèðóåìîãî äîñòóïà
âî âðåìÿ ïëàíîâî-
ïðåäóïðåäèòåëüíûõ
ðåìîíòîâ íà áëîêàõ «À»
è «Á» ÀÝÑ «Áèáëèñ» [5]
ISSN 2073-6231. ßäåðíà òà ðàä³àö³éíà áåçïåêà 1(73).2017 65
Âëèÿíèå äîçèðîâàíèÿ öèíêà íà ìîùíîñòü äîçû îò ïåòåëü ïåðâîãî êîíòóðà äëÿ ýíåðãîáëîêîâ PWR è ïðîãíîçíûå îöåíêè äëÿ ÂÂÝÐ-1000
äîçû îò ïåòåëü 1-ãî êîíòóðà. Ñëåäîâàòåëüíî, ìîãóò áûòü
ñóùåñòâåííî óëó÷øåíû òàêèå ïîêàçàòåëè ïðîòèâîðàäèà-
öèîííîé çàùèòû ïåðñîíàëà, êàê ñóììàðíàÿ ýôôåêòèâíàÿ
äîçà îáëó÷åíèÿ è ñðåäíÿÿ èíäèâèäóàëüíàÿ äîçà îáëó÷å-
íèÿ, êîòîðûå îñòàâàëèñü ñòàáèëüíûìè íà ïðîòÿæåíèè
2011—2015 ãîäîâ, à çíà÷èò, äåéñòâèå ïðèìåíÿåìûõ â íà-
ñòîÿùèé ìîìåíò ìåðîïðèÿòèé íå ìîæåò ñóùåñòâåííî ïî-
âëèÿòü íà ýòè ïîêàçàòåëè [6].
Выводы
1. Ñóùåñòâóåò ÷åòêàÿ êîððåëÿöèÿ ìîùíîñòè äîçû
îò îáîðóäîâàíèÿ 1-ãî êîíòóðà è àêòèâíîñòè ðàäèîàêòèâ-
íîãî êîáàëüòà â òåïëîíîñèòåëå 1-ãî êîíòóðà.
2. Èññëåäîâàíèÿ ïîêàçàëè, ÷òî â ïðèñóòñòâèè öèíêà
â òåïëîíîñèòåëå îáðàçóåòñÿ îêñèäíàÿ çàùèòíàÿ ïëåíêà
ìåíüøåé òîëùèíû, è êàòèîííûå âàêàíñèè â îêñèäå ïðå-
èìóùåñòâåííî çàíèìàåò öèíê, ÷òî ïðåïÿòñòâóåò ïðîíèê-
íîâåíèþ êîáàëüòà â øïèíåëü.
3. Ïðîãíîçíûå îöåíêè äëÿ ðåàêòîðîâ ÂÂÝÐ ïîçâîëÿþò
ïðåäïîëîæèòü çíà÷èòåëüíîå óìåíüøåíèå ìîùíîñòè äîç
îò îáîðóäîâàíèÿ â òå÷åíèå ãîäà ïðè äîçèðîâàíèè öèíêà
â òåïëîíîñèòåëü 1-ãî êîíòóðà è ñîîòâåòñòâóþùåå óëó÷øå-
íèå ïîêàçàòåëåé ïðîòèâîðàäèàöèîííîé çàùèòû ïåðñîíàëà.
Список использованной литературы
1. Ïðîãðàììà ïî âîäíî-õèìè÷åñêîìó ðåæèìó äëÿ àòîìíûõ
ýëåêòðîñòàíöèé ñ âîäîîõëàæäàåìûìè ðåàêòîðàìè. Ñïåöèàëüíîå
ðóêîâîäñòâî ïî áåçîïàñíîñòè ¹ SSG-13. Âåíà : ÌÀÃÀÒÝ, 2014.
46 ñ.
2. Êðèöêèé Â. Ã., Ðîäèîíîâ Þ. À., Áåðåçèíà È. Ã., Çåëå-
íèíà Å. Â., Ãàâðèëîâ À. Â., Ùóêèí À. Ï., Ôåäîðîâ À. È., Ùå-
äðèí Ì. Ã., Ãàëàíèí À. Â. Ôîðìèðîâàíèå è óäàëåíèå îòëîæåíèé
â 1-ì êîíòóðå ÀÝÑ ñ ÂÂÝÐ. Ñ.-Ïá : ÎÎÎ «Áåðåñòà», 2011. 308 ñ.
3. Betova I., Bojinov M., Kinnunen P., Lundgren K., Saario T.,
Research Report VTT-R-05511-11, 2011, VTT, Espoo, Finland, p. 39.
4. Lister, D. Activity transport and corrosion processes in PWRs.
Nuclear Energy, 32, 1993. P. 103—114.
5. Stellwag B., Haag J., Markgraf B., Preiksch D., Wolter D. Short-
term amd Long-term Effects of Zinc Injection on RCS Chemistry
and Dose Rates at Siemens PWR Plants, in Proc. Int. Conf. Water
Chemistry of Nuclear Reactor Systems, Oct. 2004, an Francisco, EPRI,
Paper 2.
6. Çâ³ò ïðî íàóêîâî-äîñë³äíó ðîáîòó: ðîçðàõóíîê ïîêàçíèê³â
áåçïåêè çà 2015 ð³ê, â ðàìêàõ ï³äòðèìêè ³íòåãðàëüíî¿ ñèñòåìè íà-
ãëÿäó / ÄÍÒÖ ßÐÁ. Ê., 2016. 108 ñ.
References
1. Chemistry Programme for Water Cooled Nuclear Power Plants,
Specific Safety Guide No. SSG-13 [Programma po vodno-khimiches-
komu rezhimu dlia atomnykh elektrostantsii s vodookhlazhdaiemymi
reaktorami. Spetsialnoie rukovodstvo po bezopasnosti No. SSG-13],
Vienna, IAEA, 2014, 46 p.
2. Krytskyi, V. G., Rodionov, Yu. A., Berezina, I. G., Zeleni-
na, Ye. V., Gavrilov, A. V., Shchukin, A. P., Fiodorov, A. I., Shche-
drin, M. G., Galanin, A. V. (2011), “Forming and Removal of Sedi-
ments in the Primary System of NPP with VVER” [Formirovaniie i
udaleniie otlozhenii v 1-m konture AES s VVER], Saint Petersburg,
Beresta, 308 p. (Rus)
3. Betova, I., Bojinov, M., Kinnunen, P., Lundgren, K., Saario, T.,
(2011), “Research Report VTT-R-05511-11”, VTT, Espoo, Finland,
p. 39.
4. Lister, D. (1993), “Activity Transport and Corrosion Processes
in PWRs”, Nuclear Energy, 32, pp. 103—114.
5. Stellwag, B., Haag, J., Markgraf, B., Preiksch, D., Wolter, D.
(2016), “Short-Term and Long-Term Effects of Zinc Injection on RCS
Chemistry and Dose Rates at Siemens PWR Plants”, Proc. Int. Conf.
Water Chemistry of Nuclear Reactor Systems, San Francisco, EPRI,
Paper 2.
6. Research and Development Report, Calculation of Safety Per-
formance Indicators for 2015 Within the Integrated Oversight System
[Zvit pro naukovo-doslidnu roboty: rozrakhunok pokaznykiv bezpe-
ky za 2015 rik, v ramkakh pidtrymky intehralnoi systemy nahliadu],
SSTC NRS, 2016, 108 p. (Ukr)
Ïîëó÷åíî 27.12.2016.
|