RU2273070C2 - Устройство для облучения водных растворов - Google Patents
Устройство для облучения водных растворов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2273070C2 RU2273070C2 RU2004105649/06A RU2004105649A RU2273070C2 RU 2273070 C2 RU2273070 C2 RU 2273070C2 RU 2004105649/06 A RU2004105649/06 A RU 2004105649/06A RU 2004105649 A RU2004105649 A RU 2004105649A RU 2273070 C2 RU2273070 C2 RU 2273070C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- catalyst
- heater
- explosive mixture
- irradiation
- solution
- Prior art date
Links
Abstract
Изобретение относится к области использования излучений от радиоактивных источников и устройствам для этой цели. Устройство состоит из двух сообщающихся полостей, разделенных между собой полой трубкой с сетчатой перегородкой, на которой помещены нагреватель и катализатор для рекомбинации образующейся при радиолизе гремучей смеси. Технический результат заключается в непрерывном удалении образующейся при радиолизе гремучей смеси при низком парциальном давлении ее. 1 н. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Предлагаемое устройство может быть использовано для исследования физико-химических процессов, протекающих в ряде узлов ядерно-физических и радиационно-химических установок, и может быть использовано на предприятиях министерства атомной промышленности Российской Федерации.
Известно устройство для n,γ-облучения водных растворов, представляющее собой полый герметический сосуд [Аллен А.О. Радиационная химия воды и водных растворов. Москва, Госатомиздат, 1963, с.79-80]. Возможности облучения в данном устройстве определяются скоростью накопления гремучей смеси и прочностью сосуда.
Предлагаемое устройство отличается от вышеуказанного тем, что внутри герметичного сосуда помещена полая трубка с сетчатой перегородкой, на которой размещены нагреватель и катализатор для рекомбинации образующейся при радиолизе гремучей смеси.
Устройство предназначено для длительного n,γ-облучения водных растворов, в том числе и растворов делящихся материалов. Конструктивно устройство представляет собой компактный герметичный сосуд с размещенным внутри него контуром сжигания гремучей смеси. Конструкция устройства позволяет непосредственно в процессе облучения проводить рекомбинацию газообразных продуктов (H2, О2) радиолиза воды при низком парциальном давлении их. В зависимости от цели исследований устройство может быть выполнено из различных конструкционных материалов - стекло, кварц, металлы (например, титан, цирконий и сплавы на их основе).
Устройство представляет собой герметичный стеклянный (представлен на чертеже) либо металлический сосуд (1), внутри которого размещена полая трубка (2) с сетчатой перегородкой (5), расположенной выше уровня облучаемого раствора (6), на которой размещены нагреватель (4) и катализатор (3) для рекомбинации образующейся при радиолизе гремучей смеси. За счет радиационных энерговыделений в растворе нижняя часть устройства имеет более высокую температуру, чем верхняя часть, служащая конденсатором. Парогазовая смесь (пары воды и радиолитические водород и кислород) из внутренней полости проходят через нагреватель и катализатор. Пары воды, в том числе и полученной в результате рекомбинации на катализаторе гремучей смеси, конденсируются на внутренней верхней более холодной стенке сосуда и вновь поступают в облучаемый раствор. Для рекомбинации гремучей смеси может использоваться стандартный катализатор [напиток, платиновая чернь (либо палладий), нанесенная на гранулы из окиси алюминия] обычно используемый в контурах сжигания гремучей смеси ядерных реакторов.
Эффективность работы катализатора зависит от степени чистоты его поверхности, температуры и влажности пара. Перед подачей в камеру сжигания пар предварительно подсушивается и очищается от брызг. Нагревателем могут служить гранулы твердого тела (например, кусочки металлической проволоки, стекла). Нагреватель разогревается за счет радиационных энерговыделений в нем (поглощения n,γ-излучения либо за счет ядерных реакций). Материал нагревателя и его количество подбираются таким образом, чтобы тепловыделения в нем были достаточны для подогрева парогазовой смеси, поступающей в катализатор. Так, например, в условиях реакторного облучения за счет ядерной реакции
B10+n→Li7+He(2,1 MeB)
в гамме молибденового стекла (при нейтронном потоке 1,5·1013 n/см2·с) выделяется ≈ 3,5 кал/с тепла. В экспериментах наряду с молибденовым стеклом использовалась и титановая проволока.
Нагреватель служит для подсушки парогазовой смеси, поступающей в катализатор, а также выполняет роль фильтра, предохраняющего катализатор от отравления веществами, уносимыми паром за счет капельного уноса из раствора. Тонкая трубочка в верхней части устройства позволяет определять (метод Аллена) после облучения давление внутри устройства, не вскрывая его. Это известный способ: устройство переворачивается и трубочка заполняется раствором. Нагревая раствор в капиляре, определяют температуру образования в нем парового пузырька. Из зависимости упругости паров раствора от температуры определяют давление газа в пузырьке, а следовательно, и в замкнутом сосуде.
Во время облучения устройство разогревается за счет радиационных тепловыделений в растворе и конструкционных материалах. Соотношение тепловыделений таково, что устанавливается градиент температуры по высоте устройства - внизу температура выше, чем вверху. Градиент температуры обусловлен большим тепловыделением в нижней части устройства, содержащей раствор. При таком распределении температур создается постоянная циркуляция пара, конденсирующегося в верхней части устройства. Гремучая смесь вместе с паром проходит через катализатор. Значительная часть гремучей смеси при этом рекомбинирует, а образующийся пар конденсируется в верхней части устройства. По стенкам капли конденсата стекают в зазор между внутренней поверхностью сосуда (1) и наружной поверхностью трубки (2). Постепенно раствор, заполнявший зазор в начале облучения, замещается конденсатом. Гремучая смесь, несгоревшая при прохождении через катализатор, частично растворяется в стекающем конденсате и вместе с ним попадает в облучаемый раствор и вновь проходит через катализатор. Таким образом, для гремучей смеси, также как и для пара, устанавливается постоянная циркуляция, равновесное давление гремучей смеси зависит от ряда параметров: количество и качество катализатора, паровая нагрузка, вид излучения, состав раствора, мощность поглощенной дозы в растворе. Различные модели устройства испытывались в условиях реакторного облучения (нейтральный поток 2·1013 n/см2·с, мощность поглощенной дозы n,γ-излучения в воде 16·103 рад/с) при варьировании теплофизических параметров в широком диапазоне:
температура - 100÷290°С, время облучения - 20÷1700 ч, удельные энерговыделения в водных растворах солей урана - 0,5÷20 кВт/л. Во всех случаях равновесное давление гремучей смеси не превышало 1÷2 ат.
В экспериментах, проведенных без катализатора, скорость накопления гремучей смеси в сосудах с водными растворами урана существенно не замедлялась вплоть до парциальных давлений ее в 40 ат.
При больших тепловыделениях в облучаемом растворе (например, водные растворы обогащенного урана) облучение проводилось с использованием принудительного охлаждения предлагаемого устройства. Конструкция холодильника не является предметом данного изобретения и потому здесь не приводится.
Claims (2)
1. Устройство для n,γ-облучения водных растворов, в том числе и растворов делящихся материалов, отличающееся тем, что внутри герметичного сосуда помещена полая трубка с сетчатой перегородкой, на которой размещены нагреватель и катализатор для рекомбинации образующейся при радиолизе гремучей смеси.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что трубка разделяет внутренний объем сосуда на две полости, сообщающиеся между собой в жидкой и газовой фазах.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004105649/06A RU2273070C2 (ru) | 2004-02-24 | 2004-02-24 | Устройство для облучения водных растворов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004105649/06A RU2273070C2 (ru) | 2004-02-24 | 2004-02-24 | Устройство для облучения водных растворов |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2004105649A RU2004105649A (ru) | 2005-08-10 |
RU2273070C2 true RU2273070C2 (ru) | 2006-03-27 |
Family
ID=35844605
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004105649/06A RU2273070C2 (ru) | 2004-02-24 | 2004-02-24 | Устройство для облучения водных растворов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2273070C2 (ru) |
-
2004
- 2004-02-24 RU RU2004105649/06A patent/RU2273070C2/ru not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2004105649A (ru) | 2005-08-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2009222714A (ja) | 不均質系−均質系組み合わせ式原子炉 | |
Bacal et al. | Metal vapor confinement in vacuum | |
RU2273070C2 (ru) | Устройство для облучения водных растворов | |
CN206064095U (zh) | 氟化氢吸收再生装置 | |
JP2008058137A (ja) | トリチウム水濃度測定装置及び測定方法 | |
Roth et al. | Irradiation of lithium aluminate and tritium extraction | |
Chuvilin et al. | Production of 89Sr in solution reactor | |
Fischer | Processes for desorption from LiAlO2 treated with H2 as studied by temperature programmed desorption | |
RU2476942C1 (ru) | Способ получения радионуклида рений-188 без носителя и устройство для его осуществления | |
Glückauf et al. | Identification and measurement of helium formed in beryllium by γ-rays | |
CN208482462U (zh) | 一种卧式Na131I干馏生产装置 | |
Neuwirth | The photolysis of nitrosyl chloride and the storage of solar energy | |
RU2031085C1 (ru) | Способ получения биологически активной питьевой воды и установка вин-6 для его осуществления | |
RU2010772C1 (ru) | Способ получения целебной питьевой воды и установка вин-4 "надiя" для его осуществления | |
Domanov | Possibility of generation of octavalent curium in the gas phase in the form of volatile tetraoxide CmO 4 | |
JPH03221898A (ja) | 核燃料溶液のヨウ素分の低減方法及び装置 | |
CN110201495A (zh) | 一种用于辐照生产裂变Mo-99工艺系统的尾气净化系统 | |
Anderson et al. | The γ-radiolysis of water vapour in the presence of NH 3 and O 2 | |
RU2234973C2 (ru) | Устройство для подачи изотопов водорода в приемник (варианты) | |
Balard et al. | Evaluation of the LMFBR cover gas source term and synthesis of the associated R and D | |
Vereshchagin et al. | 89 Sr production in a reactor with solution fuel | |
NO832115L (no) | Fremgangsmaate og innretning for fremstilling av en vaeske som inneholder et radioaktivt isotop | |
RU2111563C1 (ru) | Способ приготовления цезиевых источников гамма-излучения | |
SU487017A1 (ru) | Способ сброса избытка водорода из герметичного сосуда при радиолизе воды | |
SU658992A1 (ru) | Устройство дл регулировани тепловыделени в канале активной зоны дерного реактора |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100225 |