材料与水化学第7讲核电厂一回路水化学
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一回路水化学
水的辐照分解 水化学与材料相容性 水化学控制
材料与水化学第7讲核电厂一回路水化学
水化学控制的目的和意义
反应堆运行期间的一回路水化学控制对燃料包壳的完整性有很直接 的影响。如果水化学控制不当，会产生以下危害： 燃料元件包壳发生腐蚀，影响燃料元件使用寿命。 燃料棒表面结垢，影响传热效率。 严重时会引起燃料元件包壳破损，有可能导致裂变产物泄漏事故。
b、 g
45.6 天
b、 g
10ห้องสมุดไป่ตู้5 分
b、 g 电子俘获
5.26 年 8104 年
b
100 年
b、 g
2.564 小 时
b、 g
63.9 天
b、 g
17 小 时
主 要 g能 量 M eV 无g 无g
0 .5 5 1 7011 1 .3 6 9
1 .2 9 3 1 .5 2 4 0 .3 2 0 1 .5 2 8 0 .8 4 6 0 .2 3 6 1 .2 9 2 0 .0 5 8 5 1 .3 3 2 无g 无g 1 .4 8 1 0 .7 5 6 0 .7 4 3
核转变
中子俘获 质子俘获
激发
激发衰变
在压水堆中各种射线或粒子，程度不同地同冷却剂发生作用，重要的是g和 b、a射线与冷却剂的作用。当冷却剂中引入硼作为中子吸收剂时，10B与中 子反应所放出的b、a射线和7Li反冲核的影响也不可忽视。而中子将引起冷 却剂及其它物质的嬗变和材活料化与，水间化接学地第对7讲冷核却电剂厂辐射化学作用发生影响。
一回路水化学
反 应 堆 中 主 要 的 中 子 核 反 应
The major neutron reactions in a nuclear reactor
中子反应
2H (n, g)3H 6L i(n, a)3H 10B (n, a)7L i 14N (n, p)14C 18O (n, p)18F 16O (n, p)16N 23N a(n, g)24N a 36A r(n, g)37A r 40A r(n, g)41A r 41K (n, g)42K 50C r(n, g)51C r 54C r(n, g)55C r 55M n(n, g)56M n 54Fe(n, g)55Fe 58Fe(n, g)59Fe 59C o(n, g)60mC o 59C o(n, g)60C o 58N i(n , g)59N i 62N i(n , g)63N i 64N i(n , g)65N i 94Z r(n, g)95Z r 96Z r(n, g)97Z r
热中子 截 面 B arn
0 .0 0 0 5 940 3838 1 .8 1
0 .0 1 9 1 0 -3 0 .5 3 6 0 8 9 0 .6 5 1 .4 8 16 0 .3 8 1 3 .3 2 .5 1 .1 4 1 9 .9 3 7 .5 4 .4 15 1 .5 0 .0 8 0 .0 5
一回路和二回路水有效的净化
防止杂质的进入 加氢以抑止水的辐射分解生成含氧浓度
一回路水pH值控制
通过添加弱碱性氢氧化物：氢氧化锂、氢氧化铵等
在冷却剂系统中使用的化学纯度的质量保证 在控制区使用化学物的核安全条例
材料与水化学第7讲核电厂 一回路水化学
反应堆中的辐射 Radiation in reactor
反应物在冷却剂 中的存在
天 然 2H pH 控 制 剂 可溶性中子吸收剂 溶 解 空 气 ，联 氨 分 解 物 溶解空气或腐蚀产物 溶解空气或腐蚀产物 杂质 溶解空气 溶解空气 pH 控 制 剂 腐蚀产物 腐蚀产物 腐蚀产物 腐蚀产物 腐蚀产物 腐蚀产物 腐蚀产物 腐蚀产物 腐蚀产物 腐蚀产物 腐蚀产物 腐蚀产物
g射线是波长极短的电磁波， 又称为光子，其波长范围在 2埃以下。电磁波的波长l、 频率f (l=c/f)和能量E有如 下关系:
El=12400；
E = hf 。
0 1n6 3Li 3 1H+2 4He
0 1n14 18 3Cd 11 44 8Cd+γ
材料与水化学第7讲核电厂 一回路水化学
各种粒子的核特性
~95 ~139
材料与水化学第7讲核电厂 一回路水化学
射线的穿透能力
Penetration of radiation
材料与水化学第7讲核电厂 一回路水化学
射线与物质的相互作用
Radiation interactions with matter
电离作用
打出电子，使物质电离 a, b, g射线电离能力约为： 104 : 102 :1
g射线与物质的相互作用
Gamma ray interaction with matter
The nuclear properties of particles
射线种类
a射线 b射线 g射线 质子(P) 中子(n) 氘(d) 氚(T) 裂变碎片(轻) 裂变碎片(重)
电荷数
+2 -1 0 +1 0 +1 +1 ~+20 ~+22
静止质量，原子单位
4.002675 0.000549
-1.007271 1.008665 2.014102 3.016050
二回路水化学控制的目的是： 保护蒸汽发生器传热管不受二次侧水的腐蚀(应力腐蚀开裂)，防止
积垢(添加分散剂)。 防止给水管道腐蚀速率过快(流动加速腐蚀，FAC)。
材料与水化学第7讲核电厂 一回路水化学
水化学控制 Controlling of water chemistry
使用高纯补给水
降低水中Cl－、F－、O等的浓度
一般物质所放出的射线
Alpha – a 射线 – 氦核，带+2e Beta – b 射线 – 电子，带-1e Gamma – g 射线 – 高能电磁波
反应堆中还有其它的粒子
Neutron – 中子 Proton – 质子(氢核) Tritium nucleus – 氚核 Fission fragment – 裂变碎片
反应生成物
放射性 类型
半衰期
b
12.26 年
b
12.26 年
稳定
b b+， 电 子 伏 获
5730 年 1.87 小 时
b、 g
7.14 秒
b、 g
14.96 小 时
35 天
b、 g
1.83 小 时
b、 g
12.36 小 时
电子俘获
27.8 天
b、 g
3.52 分
b、 g
2.57 小 时
电子俘获
2.6 年
水的辐照分解 水化学与材料相容性 水化学控制
材料与水化学第7讲核电厂一回路水化学
水化学控制的目的和意义
反应堆运行期间的一回路水化学控制对燃料包壳的完整性有很直接 的影响。如果水化学控制不当，会产生以下危害： 燃料元件包壳发生腐蚀，影响燃料元件使用寿命。 燃料棒表面结垢，影响传热效率。 严重时会引起燃料元件包壳破损，有可能导致裂变产物泄漏事故。
b、 g
45.6 天
b、 g
10ห้องสมุดไป่ตู้5 分
b、 g 电子俘获
5.26 年 8104 年
b
100 年
b、 g
2.564 小 时
b、 g
63.9 天
b、 g
17 小 时
主 要 g能 量 M eV 无g 无g
0 .5 5 1 7011 1 .3 6 9
1 .2 9 3 1 .5 2 4 0 .3 2 0 1 .5 2 8 0 .8 4 6 0 .2 3 6 1 .2 9 2 0 .0 5 8 5 1 .3 3 2 无g 无g 1 .4 8 1 0 .7 5 6 0 .7 4 3
核转变
中子俘获 质子俘获
激发
激发衰变
在压水堆中各种射线或粒子，程度不同地同冷却剂发生作用，重要的是g和 b、a射线与冷却剂的作用。当冷却剂中引入硼作为中子吸收剂时，10B与中 子反应所放出的b、a射线和7Li反冲核的影响也不可忽视。而中子将引起冷 却剂及其它物质的嬗变和材活料化与，水间化接学地第对7讲冷核却电剂厂辐射化学作用发生影响。
一回路水化学
反 应 堆 中 主 要 的 中 子 核 反 应
The major neutron reactions in a nuclear reactor
中子反应
2H (n, g)3H 6L i(n, a)3H 10B (n, a)7L i 14N (n, p)14C 18O (n, p)18F 16O (n, p)16N 23N a(n, g)24N a 36A r(n, g)37A r 40A r(n, g)41A r 41K (n, g)42K 50C r(n, g)51C r 54C r(n, g)55C r 55M n(n, g)56M n 54Fe(n, g)55Fe 58Fe(n, g)59Fe 59C o(n, g)60mC o 59C o(n, g)60C o 58N i(n , g)59N i 62N i(n , g)63N i 64N i(n , g)65N i 94Z r(n, g)95Z r 96Z r(n, g)97Z r
热中子 截 面 B arn
0 .0 0 0 5 940 3838 1 .8 1
0 .0 1 9 1 0 -3 0 .5 3 6 0 8 9 0 .6 5 1 .4 8 16 0 .3 8 1 3 .3 2 .5 1 .1 4 1 9 .9 3 7 .5 4 .4 15 1 .5 0 .0 8 0 .0 5
一回路和二回路水有效的净化
防止杂质的进入 加氢以抑止水的辐射分解生成含氧浓度
一回路水pH值控制
通过添加弱碱性氢氧化物：氢氧化锂、氢氧化铵等
在冷却剂系统中使用的化学纯度的质量保证 在控制区使用化学物的核安全条例
材料与水化学第7讲核电厂 一回路水化学
反应堆中的辐射 Radiation in reactor
反应物在冷却剂 中的存在
天 然 2H pH 控 制 剂 可溶性中子吸收剂 溶 解 空 气 ，联 氨 分 解 物 溶解空气或腐蚀产物 溶解空气或腐蚀产物 杂质 溶解空气 溶解空气 pH 控 制 剂 腐蚀产物 腐蚀产物 腐蚀产物 腐蚀产物 腐蚀产物 腐蚀产物 腐蚀产物 腐蚀产物 腐蚀产物 腐蚀产物 腐蚀产物 腐蚀产物
g射线是波长极短的电磁波， 又称为光子，其波长范围在 2埃以下。电磁波的波长l、 频率f (l=c/f)和能量E有如 下关系:
El=12400；
E = hf 。
0 1n6 3Li 3 1H+2 4He
0 1n14 18 3Cd 11 44 8Cd+γ
材料与水化学第7讲核电厂 一回路水化学
各种粒子的核特性
~95 ~139
材料与水化学第7讲核电厂 一回路水化学
射线的穿透能力
Penetration of radiation
材料与水化学第7讲核电厂 一回路水化学
射线与物质的相互作用
Radiation interactions with matter
电离作用
打出电子，使物质电离 a, b, g射线电离能力约为： 104 : 102 :1
g射线与物质的相互作用
Gamma ray interaction with matter
The nuclear properties of particles
射线种类
a射线 b射线 g射线 质子(P) 中子(n) 氘(d) 氚(T) 裂变碎片(轻) 裂变碎片(重)
电荷数
+2 -1 0 +1 0 +1 +1 ~+20 ~+22
静止质量，原子单位
4.002675 0.000549
-1.007271 1.008665 2.014102 3.016050
二回路水化学控制的目的是： 保护蒸汽发生器传热管不受二次侧水的腐蚀(应力腐蚀开裂)，防止
积垢(添加分散剂)。 防止给水管道腐蚀速率过快(流动加速腐蚀，FAC)。
材料与水化学第7讲核电厂 一回路水化学
水化学控制 Controlling of water chemistry
使用高纯补给水
降低水中Cl－、F－、O等的浓度
一般物质所放出的射线
Alpha – a 射线 – 氦核，带+2e Beta – b 射线 – 电子，带-1e Gamma – g 射线 – 高能电磁波
反应堆中还有其它的粒子
Neutron – 中子 Proton – 质子(氢核) Tritium nucleus – 氚核 Fission fragment – 裂变碎片
反应生成物
放射性 类型
半衰期
b
12.26 年
b
12.26 年
稳定
b b+， 电 子 伏 获
5730 年 1.87 小 时
b、 g
7.14 秒
b、 g
14.96 小 时
35 天
b、 g
1.83 小 时
b、 g
12.36 小 时
电子俘获
27.8 天
b、 g
3.52 分
b、 g
2.57 小 时
电子俘获
2.6 年