Новый механизм наводороживания материалов в активной зоне водо-водяных реакторов

Методом Монте-Карло рассчитан спектр быстрых протонов, возбуждаемых в воде быстрыми нейтронами активной зоны. Основным механизмом образования быстрых протонов в замедлителе является упругое рассеяние быстрых нейтронов на ядрах атомов водорода. Показано, что при номинальной мощности реактора поток бы...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Veröffentlicht in:	Вопросы атомной науки и техники
Datum:	2012
Hauptverfasser:	Ганн, В.В., Ганн, А.В.
Format:	Artikel
Sprache:	Russian
Veröffentlicht:	Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України 2012
Schlagworte:	Физика радиационных повреждений и явлений в твердых телах
Online Zugang:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/108233
Tags:	Tag hinzufügen Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:	Новый механизм наводороживания материалов в активной зоне водо-водяных реакторов / В.В. Ганн, А.В. Ганн // Вопросы атомной науки и техники. — 2012. — № 2. — С. 22-25. — Бібліогр.: 5 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-108233
record_format	dspace
spelling	Ганн, В.В. Ганн, А.В. 2016-11-01T10:53:12Z 2016-11-01T10:53:12Z 2012 Новый механизм наводороживания материалов в активной зоне водо-водяных реакторов / В.В. Ганн, А.В. Ганн // Вопросы атомной науки и техники. — 2012. — № 2. — С. 22-25. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. 1562-6016 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/108233 621.039.51 Методом Монте-Карло рассчитан спектр быстрых протонов, возбуждаемых в воде быстрыми нейтронами активной зоны. Основным механизмом образования быстрых протонов в замедлителе является упругое рассеяние быстрых нейтронов на ядрах атомов водорода. Показано, что при номинальной мощности реактора поток быстрых протонов на оболочку твэла составляет величину порядка 0,1 мкА/см², средняя энергия протонов ~ 1 МэВ, а максимальная энергия достигает 10 МэВ. Рассчитан профиль пробегов протонов по толщине оболочки: средняя глубина проникновения составляет 20 мкм, максимальная – достигает 200 мкм, а скорость осаждения водорода в слое составляет 5·10⁻⁵ ат./нейтр./мкм. Обсуждается роль рассмотренного механизма в процессе наводороживания циркониевой оболочки твэлов в воде при реакторном облучении. Методом Монте-Карло розраховано спектр швидких протонів, збуджених у воді швидкими нейтронами активної зони. Головним механізмом утворення швидких протонів в уповільнювачі є пружне розсіювання швидких нейтронів на ядрах водню. Показано, що при номінальній потужності реактора потік швидких протонів на оболонку твела складає величину приблизно 0,1 мкА/см², середня енергія протонів ~ 1 МеВ, а максимальна енергія досягає 10 МеВ. Розраховано профіль пробігів протонів по товщині оболонки: середня глибина проникнення складає 20 мкм, максимальна – досягає 200 мкм, а швидкість осадження водню в шарі 40 мкм складає 5·10⁻⁵ ат./нейтр./мкм. Обговорюється роль розглянутого механізму в процесі наводнювання цирконієвої оболонки твелів у водні при реакторному опроміненні. The spectrum of fast protons, generated in water by fast neutrons of WWER-1000 reactor core, has been calculated using the code MCNPX. The main mechanism of fast proton generation in the moderator is found to be elastic scattering of fast neutrons on hydrogen nuclei. Fast protons with mean energy 1 MeV flow towards the surface of cladding material at flux density ~ 0.1 μA/cm². Proton range distribution profile in cladding material is calculated. The range of fast protons in zirconium averages 20 μ, the maximal proton range is larger than 200 μ. The rate of hydrogen deposition in 40 μ layer amounts to 5·10⁻⁵ H/n/μ. A role of the suggested mechanism in process of zirconium clad hydrogenation during reactor irradiation is discussed. ru Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України Вопросы атомной науки и техники Физика радиационных повреждений и явлений в твердых телах Новый механизм наводороживания материалов в активной зоне водо-водяных реакторов Новий механізм наводнювання матеріалів в активній зоні водо-водяних реакторів A new mechanism of hydrogen absorption in water-water reactor core materials Article published earlier
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
title	Новый механизм наводороживания материалов в активной зоне водо-водяных реакторов
spellingShingle	Новый механизм наводороживания материалов в активной зоне водо-водяных реакторов Ганн, В.В. Ганн, А.В. Физика радиационных повреждений и явлений в твердых телах
title_short	Новый механизм наводороживания материалов в активной зоне водо-водяных реакторов
title_full	Новый механизм наводороживания материалов в активной зоне водо-водяных реакторов
title_fullStr	Новый механизм наводороживания материалов в активной зоне водо-водяных реакторов
title_full_unstemmed	Новый механизм наводороживания материалов в активной зоне водо-водяных реакторов
title_sort	новый механизм наводороживания материалов в активной зоне водо-водяных реакторов
author	Ганн, В.В. Ганн, А.В.
author_facet	Ганн, В.В. Ганн, А.В.
topic	Физика радиационных повреждений и явлений в твердых телах
topic_facet	Физика радиационных повреждений и явлений в твердых телах
publishDate	2012
language	Russian
container_title	Вопросы атомной науки и техники
publisher	Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України
format	Article
title_alt	Новий механізм наводнювання матеріалів в активній зоні водо-водяних реакторів A new mechanism of hydrogen absorption in water-water reactor core materials
description	Методом Монте-Карло рассчитан спектр быстрых протонов, возбуждаемых в воде быстрыми нейтронами активной зоны. Основным механизмом образования быстрых протонов в замедлителе является упругое рассеяние быстрых нейтронов на ядрах атомов водорода. Показано, что при номинальной мощности реактора поток быстрых протонов на оболочку твэла составляет величину порядка 0,1 мкА/см², средняя энергия протонов ~ 1 МэВ, а максимальная энергия достигает 10 МэВ. Рассчитан профиль пробегов протонов по толщине оболочки: средняя глубина проникновения составляет 20 мкм, максимальная – достигает 200 мкм, а скорость осаждения водорода в слое составляет 5·10⁻⁵ ат./нейтр./мкм. Обсуждается роль рассмотренного механизма в процессе наводороживания циркониевой оболочки твэлов в воде при реакторном облучении. Методом Монте-Карло розраховано спектр швидких протонів, збуджених у воді швидкими нейтронами активної зони. Головним механізмом утворення швидких протонів в уповільнювачі є пружне розсіювання швидких нейтронів на ядрах водню. Показано, що при номінальній потужності реактора потік швидких протонів на оболонку твела складає величину приблизно 0,1 мкА/см², середня енергія протонів ~ 1 МеВ, а максимальна енергія досягає 10 МеВ. Розраховано профіль пробігів протонів по товщині оболонки: середня глибина проникнення складає 20 мкм, максимальна – досягає 200 мкм, а швидкість осадження водню в шарі 40 мкм складає 5·10⁻⁵ ат./нейтр./мкм. Обговорюється роль розглянутого механізму в процесі наводнювання цирконієвої оболонки твелів у водні при реакторному опроміненні. The spectrum of fast protons, generated in water by fast neutrons of WWER-1000 reactor core, has been calculated using the code MCNPX. The main mechanism of fast proton generation in the moderator is found to be elastic scattering of fast neutrons on hydrogen nuclei. Fast protons with mean energy 1 MeV flow towards the surface of cladding material at flux density ~ 0.1 μA/cm². Proton range distribution profile in cladding material is calculated. The range of fast protons in zirconium averages 20 μ, the maximal proton range is larger than 200 μ. The rate of hydrogen deposition in 40 μ layer amounts to 5·10⁻⁵ H/n/μ. A role of the suggested mechanism in process of zirconium clad hydrogenation during reactor irradiation is discussed.
issn	1562-6016
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/108233
citation_txt	Новый механизм наводороживания материалов в активной зоне водо-водяных реакторов / В.В. Ганн, А.В. Ганн // Вопросы атомной науки и техники. — 2012. — № 2. — С. 22-25. — Бібліогр.: 5 назв. — рос.
work_keys_str_mv	AT gannvv novyimehanizmnavodoroživaniâmaterialovvaktivnoizonevodovodânyhreaktorov AT gannav novyimehanizmnavodoroživaniâmaterialovvaktivnoizonevodovodânyhreaktorov AT gannvv noviimehanízmnavodnûvannâmateríalívvaktivníizonívodovodânihreaktorív AT gannav noviimehanízmnavodnûvannâmateríalívvaktivníizonívodovodânihreaktorív AT gannvv anewmechanismofhydrogenabsorptioninwaterwaterreactorcorematerials AT gannav anewmechanismofhydrogenabsorptioninwaterwaterreactorcorematerials
first_indexed	2025-11-27T05:39:49Z
last_indexed	2025-11-27T05:39:49Z
_version_	1850799496304263168
fulltext	22 ISSN 1562-6016. ВАНТ. 2012. №2(78) УДК 621.039.51 НОВЫЙ МЕХАНИЗМ НАВОДОРОЖИВАНИЯ МАТЕРИАЛОВ В АКТИВНОЙ ЗОНЕ ВОДО-ВОДЯНЫХ РЕАКТОРОВ В.В. Ганн, А.В. Ганн Национальный научный центр «Харьковский физико-технический институт», Харьков, Украина E-mail: gann@kipt.kharkov.ua Методом Монте-Карло рассчитан спектр быстрых протонов, возбуждаемых в воде быстрыми нейтрона- ми активной зоны. Основным механизмом образования быстрых протонов в замедлителе является упругое рассеяние быстрых нейтронов на ядрах атомов водорода. Показано, что при номинальной мощности реакто- ра поток быстрых протонов на оболочку твэла составляет величину порядка 0,1 мкА/см2, средняя энергия протонов ~ 1 МэВ, а максимальная энергия достигает 10 МэВ. Рассчитан профиль пробегов протонов по толщине оболочки: средняя глубина проникновения составляет 20 мкм, максимальная – достигает 200 мкм, а скорость осаждения водорода в слое составляет 5·10-5 ат./нейтр./мкм. Обсуждается роль рассмотренного механизма в процессе наводороживания циркониевой оболочки твэлов в воде при реакторном облучении. Цирконий выбран в качестве конструкционного материла для активных зон водоохлаждаемых энер- гетических реакторов благодаря малому сечению поглощения тепловых нейтронов. Накопление водо- рода приводит к изменению свойств конструкцион- ных материалов. Исследования процессов наводо- роживания реакторных материалов в процессе их эксплуатации имеют важное практическое значение. Роль различных физических механизмов, ответст- венных за поступление водорода в циркониевые сплавы, обсуждалась во многих работах. В обзоре [1] представлены экспериментальные данные и фе- номенологические модели, описывающие процессы поглощения водорода циркониевыми сплавами. Известно несколько путей поступления водорода в конструкционные материалы. Одним из механиз- мов являются (n, p)-реакции на ядрах этих материа- лов. Например, сечение выхода протонов при взаи- модействии нейтронов деления с ядрами циркония составляет всего 0,38 мб [2]. В результате за время топливной кампании в оболочке твэла может обра- зоваться порядка 10 ppm водорода. Более мощный механизм – радиолиз воды – взаимодействие катио- нов Н+ с поверхностью оболочки твэла, растворение и диффузия водорода в объеме материала. Другим механизмом является коррозия материала оболочки в воде, при этом кислород образует окисную пленку, а водород растворяется в металле [3]. Однако до конца механизм поступления водорода в оболочку твэла все еще остается неясным [1]. В данной работе в рамках стандартной схемы «окисление + наводороживание» рассматривается новый механизм поступления водорода в материал оболочки твэла из окружающей его воды; этот ме- ханизм актуален для реакторов типа ВВЭР, где вода является теплоносителем и замедлителем нейтро- нов. Быстрые нейтроны, движущиеся в воде, рас- сеиваются на протонах, при этом образуются быст- рые протоны отдачи, энергия которых оказывается достаточной для имплантации в материал на доста- точно большую глубину [4]. Аналогичное явление было изучено в работе [5], где рассматривалось вне- дрение водорода из полимерной оболочки в кварце- вое стекло при облучении быстрыми нейтронами. ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ Для качественного анализа процесса наводоро- живания материалов активной зоны водо-водяных реакторов рассмотрим упрощенную гомогенную модель реактора, состоящую из источника нейтро- нов и замедлителя. Источник испускает нейтроны деления – спектр Ватта: ( ) /1,350, 719 nE n nP E E e−= , (1) которые замедляются в воде без поглощения, при этом будем учитывать лишь упругое изотропное рассеяние нейтронов на ядрах атомов водорода. Дифференциальное сечение рассеяния возьмем в виде ( ),n n d E T dT E σ σ = , (2) где nT E< – энергия, переданная в соударении; σ – полное сечение рассеяния нейтрона на протоне. В приближении непрерывного замедления спек- тральная плотность потока нейтронов выражается формулой: ( ) ( ) ( ) n n n Q EE S E Φ = , (3) где ( ) ( )n n n n E Q E A P E dE ∞ = ∫ – плотность ис- точников нейтронов с энергией nE E> ; A – актив- ность источника; 2/)( 0σEnESn ≈ – тормозная способность замедлителя для нейтронов, 0n – атом- ная концентрация водорода в замедлителе. Спектр энергий протонов отдачи определяется выражением ( ) ( ) ( )0 ,n p n n n T d E T q T n E dE dT ∞ σ = Φ∫ , (4) ISSN 1562-6016. ВАНТ. 2012. №2(78) 23 а плотность источников быстрых протонов с энер- гией pT E> – формулой ( ) ( ) p p p p E Q E q T dT ∞ = ∫ . Используя формулы (1)–(3) и произведя интег- рирование, получаем /1,35( ) 1, 438 (ln 1) .Enn p n n nE E EQ E A dE E e E E ∞ −= + −∫ (5) В предельных случаях больших и малых энергий протонов (по сравнению со средней энергией ней- тронов деления) получаем из (5) простые выражения для плотности источников протонов: 3/2 /1,35 2( ) 2 ln 1 при 1МэВ; 2 ( ) 2,36 при 2,5 МэВ. p E p EQ E A E E Q E A E e E− − ⎛ ⎞≈ + − <⎜ ⎟ ⎝ ⎠ ≈ > (6) В приближении непрерывного замедления про- тонов отдачи в теплоносителе спектральная плот- ность потока протонов выражается формулой, ана- логичной (3): ( ) ( ) ( ) p p p Q E E S E Φ = , (7) где ( )pS E – тормозная способность замедлителя для протонов. Зависимость, описываемая формула- ми (5) и (7), представлена на рис. 1 пунктиром, а сплошной жирной линией для сравнения приведены результаты численного моделирования методом Монте-Карло. На этом же рисунке изображены асимптотические зависимости, следующие из фор- мул (6) и (7). 0 1 2 3 4 5 6 7 10-6 10-5 10-4 10-3 10-2 H, MCNPX (5) (6) Ф p(E ), 1/ см 2 /М эв E, Мэв Рис. 1. Зависимости плотности потока протонов от энергии, рассчитанные по формулам (5) (– – –), (6) (–––––) и полученные методом Монте-Карло Протоны с энергией E проникают в оболочку твэла и останавливаются, пройдя расстояние ( )pR E . Зная спектр энергий протонов на внешней поверхности оболочки )(EpΦ , можно определить профиль имплантации водорода по глубине мате- риала: ( ) ( )1( ) . 2 ( ) p pE x E K x dE R E ∞ Φ = ∫ (8) Плотность потока водорода в оболочку твэла че- рез внешнюю поверхность выражается формулой: ( ) 0 1 2p p E dE ∞ ϕ = Φ∫ , (9) которая дает следующую оценку плотности потока: 310−⋅≈ϕ Ap . (10) Таким образом, скорость наводороживания ма- териала оболочки составляет величину порядка од- ного атома водорода на 1000 нейтронов деления в топливе. КОМПЬЮТЕРНАЯ МОДЕЛЬ ПРОЦЕССА Рассмотрим для конкретности тепловыделяю- щую сборку типа ТВСА (рис. 2) со средним обога- щением 3,53 % по 235U. Сборка содержит твэлы с топливом UO2 и твеги с топливом UO2 и выгораю- щим поглотителем нейтронов Gd2O3, заключенные в оболочки из сплава Zr; пространство между твэлами заполнено водой, направляющие каналы и цен- тральный канал также заполнены водой. Быстрые нейтроны, образующиеся при делении ядер урана, замедляются в воде, возвращаются в топливо, вызы- вают деление изотопа 235U или поглощаются в мате- риалах активной зоны. Рис. 2. Модель топливной сборки ТВСА МО 353 На рис. 3 верхняя кривая представляет спектр нейтронов в воде, полученный при стандартном расчете методом Монте-Карло критичности для та- кой сборки с зеркальными граничными условиями. Вычислялся средний флюенс нейтронов, который набирался в теплоносителе после запуска одного нейтрона деления в расчетной ячейке, представ- ляющей собой шестигранную призму размером 11,86 см под ключ и высотой 12,75 см. Расчет про- изводился процедурой KCODE с использованием температурной библиотеки нейтронных сечений ENDF/B-VII. Температура топлива принималась равной 711 °С, а температура оболочек и теплоноси- теля – 302 °С; концентрация борной кислоты в воде составляла 6,38 г/кг, при этом значение эффектив- ного коэффициента размножения нейтронов оказа- лось равным 1,153. МэВ 1/ см 2/ /М эВ 24 ISSN 1562-6016. ВАНТ. 2012. №2(78) Быстрые нейтроны, двигаясь в воде, сталкивают- ся с ядрами атомов водорода, при этом возникают первично выбитые атомы (ПВА) водорода – быст- рые протоны. Основным механизмом образования ПВА водорода является упругое рассеяние быстрых нейтронов на ядрах атомов водорода. Методом Монте-Карло был рассчитан спектр быстрых протонов, возбуждаемых в воде быстрыми нейтронами. Протоны отдачи замедляются в воде и других материалах активной зоны, при этом их спектральная плотность сдвигается в область более низких энергий и становится такой, как она изобра- жена на рис. 3 (нижняя кривая). Средняя энергия протонов составляет ~ 1 МэВ, а максимальная энер- гия достигает энергий порядка 10 МэВ. 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 10-7 10-6 10-5 10-4 10-3 10-2 10-1 100 p n dN /d E, 1 /с м 2 /M эв E, Mэв Рис. 3. Спектр нейтронов (–––––) и протонов (–––––) в воде Спектральная плотность потока протонов на оболочку, усредненная по всем твэлам, показана на рис. 4 в единицах протон/нейтрон/мегаэлектрон- вольт. Отношение числа атомов водорода, осевших в оболочке твэла, к числу нейтронов деления, обра- зовавшихся в топливе, равно NH / Nn = 0,003. В та- ком случае при номинальной мощности реактора плотность тока быстрых протонов на поверхности оболочки будет составлять величину порядка 0,1 мкА/см2. 0 1 2 3 4 5 6 7 0.0 1.0x10-3 2.0x10-3 3.0x10-3 4.0x10-3 p С пе кт р. п л. п от ок а, р /n /М эв E, MeV Рис. 4. Спектральная плотность потока протонов на оболочку ИМПЛАНТАЦИЯ ВОДОРОДА В ЦИРКОНИЕВУЮ ОБОЛОЧКУ Падающие на поверхность оболочки твэла про- тоны имеют широкий спектр энергий – до 10 МэВ и, соответственно, большой разброс пробегов по глу- бине материала оболочки. Протоны малой энергии останавливаются в приповерхностной области, про- тоны с большей энергией проникают в оболочку на большую глубину. На рис. 5 показана зависимость от глубины полного потока протонов в оболочке. Протоны проникают на глубину нескольких сотен микрометров, хотя плотность потока быстро спадает с глубиной. 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 1E-6 1E-5 1E-4 1E-3 0.01 H П от ок , H /n Глубина, μ Рис. 5. Зависимость потока протонов от глубины проникновения в цирконий Используя данные рис. 5, можно рассчитать профиль имплантации водорода в циркониевую оболочку. На рис. 6 приведен профиль пробегов протонов по толщине оболочки. Средняя глубина проникновения быстрых протонов в циркониевую оболочку составляет 20 мкм, а максимальная глуби- на пробега превышает 200 мкм. Большая скорость имплантации водорода в приповерхностном слое связана с большой долей низкоэнергетических про- тонов в спектре протонов, падающих на поверх- ность оболочки. Скорость имплантации водорода быстро спадает с глубиной, переходя на больших глубинах в простую экспоненциальную зависи- мость. 0 20 40 60 80 100 1E-6 1E-5 1E-4 1E-3 Глубина, μ С ко ро ст ь им пл ан та ци и, H /n /μ MCNPX TBCA 353MO H Рис. 6. Зависимость скорости имплантации водорода от глубины в цирконии ВЫВОДЫ Средний темп осаждения водорода в 40 мкм слое составляет 5·10-5˚ат./нейтр./мкм (см. рис. 6), а общее количество водорода, осажденного в этом слое за топливную кампанию, равно ~ 3·1020 ат./см3, что соответствует одному атомному проценту водорода. Таким образом, рассмотренный механизм может играть важную роль в процессах наводороживания С пе кт р. п ло тн . п от ок а, п ро т. /н ей тр ./М эВ МэВ МэВ 1/ см 2/ /М эВ мкм мкм ISSN 1562-6016. ВАНТ. 2012. №2(78) 25 циркониевой оболочки твэлов при реакторном об- лучении. Изложенные выше результаты могут слу- жить основой для дальнейшего изучения процессов диффузии и накопления водорода в материалах ак- тивной зоны с учетом предложенного механизма. БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 1. V.V. Likhanskii, I.A. Evdokimov Review of theoretical conceptions on regimes of oxidation and hydrogen pickup in Zr-alloys // Proc. of the 7-th Inter- national Conference on WWER Fuel Performance, Modelling and Experimental Support, Albena, Bulgaria, 17-21 September, 2007. 2. В.М. Бычков, В.Н. Манохин, А.Б. Пащенко, В.И. Пляскин. Сечения пороговых реакций, вызы- ваемых нейтронами: Справочник. М.: «Энергоиз- дат», 1982, 217 с. 3. Б.А. Калин, А.А. Шмаков. Поведение водоро- да в реакторных сплавах циркония // Материалове- дение. 2005, №10, с. 50-56. 4. A.V. Gann, V.V. Gann. Generation of MeV- energy protons in WWER reactor core // Problems of Atomic Science and Technology. Series “Nuclear Phys- ics Investigations”. 2009, №5, p. 30-32. 5. В.А. Бакаев, Я.А. Бердников, С.Д. Богданов, В.Ф. Космач. Влияние воздействия быстрых ней- тронов на концентрацию водорода в цилиндриче- ском слое кварцевого стекла с полимерной оболоч- кой // Атомная энергия. 1997, т. 82, в. 1, с. 61-62. Статья поступила в редакцию 03.09.2010 г. НОВИЙ МЕХАНІЗМ НАВОДНЮВАННЯ МАТЕРІАЛІВ В АКТИВНІЙ ЗОНІ ВОДО-ВОДЯНИХ РЕАКТОРІВ В.В. Ганн, А.В. Ганн Методом Монте-Карло розраховано спектр швидких протонів, збуджених у воді швидкими нейтронами активної зони. Головним механізмом утворення швидких протонів в уповільнювачі є пружне розсіювання швидких нейтронів на ядрах водню. Показано, що при номінальній потужності реактора потік швидких про- тонів на оболонку твела складає величину приблизно 0,1 мкА/см2, середня енергія протонів ~ 1 МеВ, а мак- симальна енергія досягає 10 МеВ. Розраховано профіль пробігів протонів по товщині оболонки: середня глибина проникнення складає 20 мкм, максимальна – досягає 200 мкм, а швидкість осадження водню в шарі 40 мкм складає 5·10-5 ат./нейтр./мкм. Обговорюється роль розглянутого механізму в процесі наводнювання цирконієвої оболонки твелів у водні при реакторному опроміненні. A NEW MECHANISM OF HYDROGEN ABSORPTION IN WATER-WATER REACTOR CORE MATERIALS V.V. Gann and A.V. Gann The spectrum of fast protons, generated in water by fast neutrons of WWER-1000 reactor core, has been calcu- lated using the code MCNPX. The main mechanism of fast proton generation in the moderator is found to be elastic scattering of fast neutrons on hydrogen nuclei. Fast protons with mean energy 1 MeV flow towards the surface of cladding material at flux density ~ 0.1 µA/cm2. Proton range distribution profile in cladding material is calculated. The range of fast protons in zirconium averages 20 µ, the maximal proton range is larger than 200 µ. The rate of hydrogen deposition in 40 µ layer amounts to 5·10-5 H/n/µ. A role of the suggested mechanism in process of zirconium clad hydrogenation during reactor irradiation is discussed.

Новый механизм наводороживания материалов в активной зоне водо-водяных реакторов

Institution

Ähnliche Einträge