ИССЛЕДОВАНИЕ СОРБЦИОННОГО ИЗВЛЕЧЕНИЯ КСЕНОНА И КРИПТОНА ИЗ ГАЗА-НОСИТЕЛЯ В СИСТЕМЕ ГАЗООЧИСТКИ ЖИДКОСОЛЕВОГО РЕАКТОРА

О. А. Кучеров, А. С. Аникин, А. А. Семенов, Н. Е. Забирова, Р. В. Чекушин, А. В. Лизунов, В. Р. Тарасов, А. В. Ананьев, А. С. Голенок, Е. В. Козлова, И. Г. Лесина, А. В. Хорошилов, П. И. Иванов, А. Н. Букин

Аннотация


Актуальность. Радиоактивные изотопы криптона и ксенона составляют основную долю дозовой нагрузки реакторной установки (РУ) жидкосолевого реактора – замыкающего звена ядерного топливного цикла, предназначенного для трансмутации минорных актинидов. Наиболее эффективный метод локализации криптона и ксенона – сорбция на активированном угле. Цели – разработка блока сорбционного извлечения и блока подавления активности инертных радиационных газов системы газоочистки РУ исследовательского жидкосолевого реактора (РУ ИЖСР); определение сорбционной емкости разных марок активированного угля при различной температуре в системе газоочистки. Материалы и методы. Для оценки свойств микроструктуры углей использовали метод низкотемпературной адсорбции-десорбции азота по модели БЭТ (С. Брунауэра, П. Х. Эммета и Э. Теллера), а также порозиметрию на анализаторе поверхности. Для оценки емкости активированного угля разных марок по отношению ко ксенону и криптону природного изотопного состава применяли метод волюметрии. Результаты. Показано, что способность угля всех марок к сорбции криптона и ксенона экспоненциально возрастает с уменьшением температуры. Адсорбция газов не зависит от истинной плотности и лишь косвенно зависит от удельной площади поверхности адсорбента. Константа Генри сорбента прямо пропорциональна удельной площади поверхности его микропор. Заключение. Наиболее перспективны для адсорбции криптона и ксенона в узлах газоочистки жидкосолевого реактора следующие марки (из исследованных) активированного угля – ВСК-5 и ВСК-5ИК, которые обладают наибольшими значениями констант Генри и адсорбции и сорбционной емкости по сравнению с другими исследованными марками. Расчеты технических параметров системы газоочистки реакторной установки будут представлены в следующей публикации «Исследование сорбционного извлечения ксенона и криптона из газа-носителя в системе газоочистки жидкосолевого реактора. Часть 2».

Ключевые слова


криптон, ксенон, исследовательский жидкосолевой реактор (ИЖСР), реакторная установка (РУ), трансмутация минорных актинидов, инертные радиоактивные газы, радиоактивные благородные газы, адсорбент, активированный уголь, константа Генри

Литература


Andrews H.B., McFarlane J., Chapel A.S. et al. Review of molten salt reactor off-gas management considerations. — Nucl. Eng. Des, 2021, v. 385, p. 111529. https://doi.org/10.1016/j.nucengdes.2021.111529

Пыркова А.А., Екидин А.А., Антонов К.Л. Поступление инертных радиоактивных газов в атмосферу при нормальной эксплуатации АЭС. В сб.: Материалы VI Междунар. молодежной науч. конф., посвященной 70-летию основания Физико-технологического института УрФУ «Физика. Технологии. Инновации», Екатеринбург, 20–24 мая 2019 года. Екатеринбург: УрФУ им. Б.Н. Ельцина, 2019, с. 279–287. https://elibrary.ru/ulvdxb

Пышкина М.Д. Определение основных дозообразующих нуклидов в выбросах АЭС PWR и ВВЭР. — Биосферная совместимость: человек, регион, технологии, 2017, т. 18, № 2, с. 98–107. https://elibrary.ru/whsphg

Nandanwar S.U., Coldsnow K., Utgikar V. et al. Capture of harmful radioactive contaminants from off-gas stream using porous solid sorbents for clean environment – A review. — Chem. Eng. J., 2016, v. 306, p. 369–381. https://doi.org/10.1016/j.cej.2016.07.073

Магомедбеков Э.П., Меркушкин А.О., Обручиков А.В., Сахаров Д.А. Сравнение сорбционной способности различных марок активированного угля по отношению к аргону, криптону и ксенону природного изотопного состава в статических условиях. — Теоретические основы химической технологии, 2021, т. 55, № 6, с. 690–706. https://doi.org/10.31857/S0040357121060063


Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.