核电站水化学03第三章
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压水堆化学03
核反应
原子核与原子核，或者原子核与其它粒子（例如中子、γ
光子等）之间的相互作用所引起的原子核的各种变化叫 做核反应。
核反应与核衰变的区别：自发与外在作用的区别变化范
围与程度相差很大。
3.核衰变 核衰变是放射性核素的特征核性质，在一般情况 下，不受外界条件，如温度、压力、电磁场等的 影响。 原子核放射出来的各种粒子称为核辐射。核衰变 可根据其发射的核辐射进行分类，最常见的有α衰 变、β衰变、γ衰变等。 自发裂变也是核衰变的一种，即原子核自发裂变 为两个或两个以上质量相近的核。
冷却剂温度对腐蚀产物的沉积也有很大影响。
一般说来，温度升高溶解度也随之增加，部分沉积物溶
解。95Zr和140Ba在较冷表面的沉积量比在较热表面要分 别高71倍和14倍，而温度对137Cs的沉积几乎没有影响 。但碘、钼等能以阴离子状态存在的核素的沉积量却随 温度升高而增加。
二、冷却剂中的裂变产物
图2-3-1是实测的压水堆中裂变产物γ射线能谱图， 其放射性主要由惰性气体裂变产物——氪和氙的各 种同位素产生，它们约占90%以上，碘的各种同位 素约占3%，铷-88约占1%，铯的各种同位素约小于 1% （1）放射性碘； （2）惰性气体裂变产物； （3）其它裂变产物。
（1）碘在水溶液中的形态 特性：浓度较高，易挥发，对人体的危害性大。 放射性碘在冷却剂中的浓度较高，且易挥发成为工 艺废气的主要成分之一，是压水堆厂房空气中（挥 发碘）对人体危害最大的核素。 正常运行时，由于冷却剂的泄露也会有少量的碘进 入安全壳的空气中，因而挥发性碘的去除是压水堆 厂房空气净化系统的首要任务，在压水堆核电站的 安全防护中占有重要地位。
应该指出，U235裂变反应成的稳定核素的量 要比放射性核素的量大得多，如稳定Kr与放 射性85Kr的质量比为49/0.3≈16。因此，在设 计各种工艺过程或进行有关实验时，不能忽 视化学性质相同的稳定同位素的存在。
原子核与原子核，或者原子核与其它粒子（例如中子、γ
光子等）之间的相互作用所引起的原子核的各种变化叫 做核反应。
核反应与核衰变的区别：自发与外在作用的区别变化范
围与程度相差很大。
3.核衰变 核衰变是放射性核素的特征核性质，在一般情况 下，不受外界条件，如温度、压力、电磁场等的 影响。 原子核放射出来的各种粒子称为核辐射。核衰变 可根据其发射的核辐射进行分类，最常见的有α衰 变、β衰变、γ衰变等。 自发裂变也是核衰变的一种，即原子核自发裂变 为两个或两个以上质量相近的核。
冷却剂温度对腐蚀产物的沉积也有很大影响。
一般说来，温度升高溶解度也随之增加，部分沉积物溶
解。95Zr和140Ba在较冷表面的沉积量比在较热表面要分 别高71倍和14倍，而温度对137Cs的沉积几乎没有影响 。但碘、钼等能以阴离子状态存在的核素的沉积量却随 温度升高而增加。
二、冷却剂中的裂变产物
图2-3-1是实测的压水堆中裂变产物γ射线能谱图， 其放射性主要由惰性气体裂变产物——氪和氙的各 种同位素产生，它们约占90%以上，碘的各种同位 素约占3%，铷-88约占1%，铯的各种同位素约小于 1% （1）放射性碘； （2）惰性气体裂变产物； （3）其它裂变产物。
（1）碘在水溶液中的形态 特性：浓度较高，易挥发，对人体的危害性大。 放射性碘在冷却剂中的浓度较高，且易挥发成为工 艺废气的主要成分之一，是压水堆厂房空气中（挥 发碘）对人体危害最大的核素。 正常运行时，由于冷却剂的泄露也会有少量的碘进 入安全壳的空气中，因而挥发性碘的去除是压水堆 厂房空气净化系统的首要任务，在压水堆核电站的 安全防护中占有重要地位。
应该指出，U235裂变反应成的稳定核素的量 要比放射性核素的量大得多，如稳定Kr与放 射性85Kr的质量比为49/0.3≈16。因此，在设 计各种工艺过程或进行有关实验时，不能忽 视化学性质相同的稳定同位素的存在。
材料与水化学核电厂一回路水化学课件
定期保养
根据设备的运行情况和制造商的 推荐，制定合理的定期保养计划 ，包括清洗、更换磨损件、检查 密封性能等，以保持设备的良好
状态。
故障处理
当设备出现故障时，应迅速采取 有效措施进行修复，同时分析故 障原因，总结经验教训，以预防
类似故障的再次发生。
05
核电厂一回路水化学安全与环 保
水化学安全风险评估
核电厂一回路水化学反应机理
氧化还原反应
在核电厂一回路水中，氧化还原 反应是主要的化学反应类型，涉 及到水分子、氢离子、氢氧根离
子以及各种杂质离子的反应。
电化学腐蚀
核电厂一回路水的高温高压环境容 易导致金属材料的电化学腐蚀，进 而影响设备的性能和安全性。
沉淀与结垢
水中溶解的杂质在受热或浓缩条件 下会析出形成沉淀或结垢，影响热 交换器的传热效率，严重时会导致 堵塞和腐蚀。
评估方法
采用概率风险评估、故障模式与影响分析等手段，对一回路水化 学系统中的潜在风险进行识别和评估。
风险因素
包括设备故障、操作失误、腐蚀、泄漏等，以及这些因素之间的相 互影响。
风险控制
根据评估结果，制定相应的风险控制措施，如定期检查、维修保养 、操作规程等。
水化学事故应急处理
应急预案
制定针对一回路水化学事 故的应急预案，包括事故 报告、应急响应、处置措 施等。
抑制一回路水的辐照分解
水在反应堆中受到高能辐照后会发生分解，产生氢气和氧 气。通过优化水化学条件，可以抑制或减缓水的辐照分解 ，降低对系统材料的腐蚀和氢脆的风险。
监测和控制系统中的杂质
一回路水中可能含有溶解气体、悬浮颗粒等杂质。通过监 测和控制这些杂质，可以保证系统的正常运行和延长设备 使用寿命。
第三章核电站放射性水的形成、分类及其净化处理
加氢抑制水的辐射分解
冷却剂中氢的生成率dH2/dt关系式：
dH 2 γ R + BR K C (γ d − Bd )[H 2 ] = − dt 2 K E [H 2 O2 ]
压水堆冷却 剂中硼酸的 最高浓度
相当于每升 水中含有 14ml标准状 况下的H2
• 抑制辐照分解的方法
压水堆:是向冷却剂中投加氢,或加氨、联氨。 沸水堆：向冷却剂中加氢 • 加氢的作用： 降低辐照分解产物氢的生成率；从而使辐照分解受 到抑制。 加氢还能降低冷却剂中O2和H2O2的浓度。
放射性废水处理系统
阳离子交换树脂
这类树脂有活性基团为磺酸基团(-SO3H)和次甲基磺酸 基团(-CH2SO3H)等强酸性树脂和活性基团为羧基-COOH、酚 羟基-OH等的弱酸性树脂，典型反应为： RSO3H＋NaCl=RSO3Na＋HCl
阴离子交换树脂
这类树脂同样具有强碱性与弱碱性两类，主要是有机 胺型，其典型反应为： RN(CH3)3Cl＋NaOH→RN(CH3)3OH+NaCl 工业上每种树脂都有其最佳使用条件等。
• •
对放射性活度较高的的设备排水、取样废水和辅助设备泄漏水一般 采用过滤-蒸发,蒸汽凝结水可再经离子交换处理. 对低放射性的的地面冲洗水，放射性输送容器的洗涤水,主要采用过 滤-离子交换处理或过滤-膜处理.
放射性废水处理系统
废水处 理系统应具 备较为灵活 多样的工艺 手段和高度 的净化能 力，根据原 水水质和放 射性水平的 不同，采用 不同的处理 方法。
第三章 核电站放射性水的形成、分类及其净 化处理
目录
¾ 冷却剂(轻水)的辐照分解 ¾ 冷却剂放射性污染的原因 ¾ 核电站放射性废水 ¾ 放射性水的净化处理
核电厂水化学 第3章 腐蚀及其防护
空间上：各行各业都存在腐蚀，包括冶金、化 工、能源、矿山、交通、机械、航空航天、信息、 农业、食品、医药、海洋开发和基础设施等。
如经常听说的石油、化工、电力等行业中， 其设备、管道、开关等的跑、冒、漏、滴现象，许 多就是金属被腐蚀了而产生的后果。再如在电力系 统经常听说的“四管爆漏”、蒸汽发生器管破损、 凝汽器泄漏，许多就是金属被腐蚀产生的后果， 四管指省煤器管、水冷壁管、过热器管、再热器管。
2021/3/25
材料防护与资源效益
所以，在实验室用一氧化碳还原氧化铁时，用 酒精喷灯给氧化铁加热一段时间后，我们将看到固 体由_暗_红__色变成__黑__色，这时氧化铁变成_铁___， 实验中石灰水会变__白__色_浑__浊__，用酒精灯点燃尾气 的作用是__防__止__一_氧__化__碳__污__染_空__气___。
2021/3/25
4）腐蚀会带来后果，最直接的后果是材
料的变质或破坏，严重时会给人类带来巨大的经 济损失、资源浪费、环境损害和社会危害。
2021/3/25
铁管生锈了
材料防护与资源效益
钢铁吊索生锈造成大桥断裂！
2001年断裂 四川省宜宾市城区的南门大桥 2021/3/25
材料防护与资源效益
5）注意腐蚀与断裂、磨损的区别
2021/3/25
• 最常见的是金属材料的腐蚀；除金、铂外，大多数金属都 会发生腐蚀，如铁器使用时间较长会生锈；
2021/3/25
铁锈斑斑 材料防护与资源效益
金属铜在潮湿的空气中会慢慢形成一层薄薄的绿色铜锈 ，俗称“铜绿”，主要成分Cu2(OH)2CO3。
(2Cu+O2+H2O+ CO2 Cu2(OH)2CO3)
非金属
非金属有机 材料（高分 子材料）
核电站化学第3章
辐射剂量只有达到较高数值时, 才对辐射产额有明显影响. 如当辐射剂量达到2×1023电子伏／厘米3·秒时, GH2≈GH2O2≈1.2, 而一般γ射线引起的GH2≈0.45. 在压水堆冷 却剂的辐射剂量水平下, GH2和GH2O2均有明显提高.
温度和压力的影响 温度升高将加快初始辐射产物向水体的扩散, 从而减少了 生成分子产物的机会.
由水中重结晶出来的晶体呈透明鳞片状密度为l46溶点184活化几率很低天然硼同位素中反应的中子吸收截面为3837反应生成物为稳定li其余为802中子吸收截面仅为55103有较高的溶解度硼以水合物价格低廉硼酸久已在工业上大规模生产价格也不贵硼酸的使用硼酸在反应性控制中的弱点硼酸对反应性的控制是通过向回路注入硼酸或纯水故对反应性的调节速度较慢105补偿裂变产物钐和氙积累引起的反应性降低等如补偿多普勒效应空泡效应快速功率调节快速停堆等硼酸在反应性控制中的速度较慢化控引进正反应性温度系数非化控压水堆的反应性温度效应是负的即温度升高会自发地引起反应性下降从而控制温度的进一步提高压水堆的负反应性温度系数是多普勒效应和冷却剂温度效应的结果燃料元件温度升高时导致反应性下降温度升高引起水的密度减少欲使反应堆最终具有负反应性温度系数小于多普勒效应和慢化剂温度效应所具有的负温度系数之和硼的燃耗天然硼中如果以堆芯水容积为50m冷却剂平均硼浓度为500mgkg则一个压水堆每年需要消耗5kg10相当于150公斤硼酸由于调节安全和换料等的需要故其燃耗量每年仅占贮备量的lihe硼酸浓度调节冷却剂硼酸浓度的调节系由化学容积控制系统完成可将硼酸注入主回路含硼冷却剂的净化和废物处理净化系统中的oh型阴离子交换树脂在运行过程中会将硼酸根吸附硼酸型的离子交换树脂交换能力也很强压水堆设有硼回收系统实际排水量另外增加并不多34ph碱性水质对腐蚀的抑制作用冷却剂ph值稍偏碱性对提高结构材料的耐腐蚀性是有利的特别是不锈钢和镍基合金还可减少金属表面腐蚀产物向冷却剂的释放量碱性水质对结构材料的稳定作用主要是由于不锈钢或镍基合金表面会生成具有保护作用的尖晶石型氧化膜提高冷却剂ph值可促使这层膜更加迅速地形成金属表面对oh离子浓度越高ph值高达一定数值时ph值对腐蚀产物运动的控制作用ph值不仅对结构材料的腐蚀率有影响而且对腐蚀产物的移动也有一定的影响可减少或防止回路中腐蚀产物向堆芯转移不仅可大大降低停堆后一回路的辐射水平且能减少腐蚀产物在燃料元件表面的沉积77具有最高的溶表明酸性或弱碱性溶液中蒸汽发生器换热管壁ph值越高腐蚀产物将从系统较热表面上溶解并转移到较冷表面上沉积下来而且能够减少腐蚀产物向堆芯的转移以及腐蚀产物的活化否则会危及锆合金即对锆合金的腐蚀有不利影响过高的碱性还会引起不锈钢或镍基合金苛性腐蚀非挥发性强碱易在堆芯构件缝隙处浓集通常是指lioh浓度一般不宜超过
温度和压力的影响 温度升高将加快初始辐射产物向水体的扩散, 从而减少了 生成分子产物的机会.
由水中重结晶出来的晶体呈透明鳞片状密度为l46溶点184活化几率很低天然硼同位素中反应的中子吸收截面为3837反应生成物为稳定li其余为802中子吸收截面仅为55103有较高的溶解度硼以水合物价格低廉硼酸久已在工业上大规模生产价格也不贵硼酸的使用硼酸在反应性控制中的弱点硼酸对反应性的控制是通过向回路注入硼酸或纯水故对反应性的调节速度较慢105补偿裂变产物钐和氙积累引起的反应性降低等如补偿多普勒效应空泡效应快速功率调节快速停堆等硼酸在反应性控制中的速度较慢化控引进正反应性温度系数非化控压水堆的反应性温度效应是负的即温度升高会自发地引起反应性下降从而控制温度的进一步提高压水堆的负反应性温度系数是多普勒效应和冷却剂温度效应的结果燃料元件温度升高时导致反应性下降温度升高引起水的密度减少欲使反应堆最终具有负反应性温度系数小于多普勒效应和慢化剂温度效应所具有的负温度系数之和硼的燃耗天然硼中如果以堆芯水容积为50m冷却剂平均硼浓度为500mgkg则一个压水堆每年需要消耗5kg10相当于150公斤硼酸由于调节安全和换料等的需要故其燃耗量每年仅占贮备量的lihe硼酸浓度调节冷却剂硼酸浓度的调节系由化学容积控制系统完成可将硼酸注入主回路含硼冷却剂的净化和废物处理净化系统中的oh型阴离子交换树脂在运行过程中会将硼酸根吸附硼酸型的离子交换树脂交换能力也很强压水堆设有硼回收系统实际排水量另外增加并不多34ph碱性水质对腐蚀的抑制作用冷却剂ph值稍偏碱性对提高结构材料的耐腐蚀性是有利的特别是不锈钢和镍基合金还可减少金属表面腐蚀产物向冷却剂的释放量碱性水质对结构材料的稳定作用主要是由于不锈钢或镍基合金表面会生成具有保护作用的尖晶石型氧化膜提高冷却剂ph值可促使这层膜更加迅速地形成金属表面对oh离子浓度越高ph值高达一定数值时ph值对腐蚀产物运动的控制作用ph值不仅对结构材料的腐蚀率有影响而且对腐蚀产物的移动也有一定的影响可减少或防止回路中腐蚀产物向堆芯转移不仅可大大降低停堆后一回路的辐射水平且能减少腐蚀产物在燃料元件表面的沉积77具有最高的溶表明酸性或弱碱性溶液中蒸汽发生器换热管壁ph值越高腐蚀产物将从系统较热表面上溶解并转移到较冷表面上沉积下来而且能够减少腐蚀产物向堆芯的转移以及腐蚀产物的活化否则会危及锆合金即对锆合金的腐蚀有不利影响过高的碱性还会引起不锈钢或镍基合金苛性腐蚀非挥发性强碱易在堆芯构件缝隙处浓集通常是指lioh浓度一般不宜超过
核电站水化学03第三章
所以它又叫水合电子(溶剂化 电子)
➢ 带正电的水离子和相邻水分子发生质子(氢原子)转移 反应，生成H3O+和OH自由基：
生成的H3O+ 也随即发生水合作用, 水合H3O+和水合电子 的分布范围不同. 前者在辐射电离径迹近旁, 后者要远些, 因为电子具有更大迁移性. ➢ 辐射形成的激发态水分子进一步解离成氢原子和OH自 由基：
加氢不仅能抑制水的辐照分解, 还能消除水中的游离氧. 向冷却剂中引入H2与O2 , 它们会很快在辐照作用下合成 水. 加氢也会使氧化性辐解产物H2O2重新转化成水, 且反 应时间很短.
在辐照下往含有H2O2 的水中不断注氢气, 测量H2O2的浓度变化
H2O2 浓度10分钟后 即由650微克分子/升 降为零.
H2 容积控制箱
作业题
教材第三章后复习思考题 简述H2O辐照分解反应产生的氧化性物质
及其危害，并解释压水堆功率运行时为何 加H2。 常规的轻水反应堆中为何需要加入慢化剂？ 对慢化剂硼的浓度有何限制？ 请说明反应堆反应性的控制方法。
自由基的扩散, 相互作用及建立化学平衡阶段: 生成的初 级辐解产物e-水合、 H2O+ 、 H2O＊、 H3O+ 、H+、OH-等, 它们之间相互作用生成次级辐解产物. 同时, 所有这些辐 解产物会逐渐向水体扩散. 在扩散过程中相互反应, 并渐 渐达到平衡. 这个过程在辐射电离径迹范围内, 约在射线 通过后l0-11 秒开始, 在水体中稍缓慢些(10-10秒).
Br OH Br OH
Br H HBr
pH值的影响 水辐解生成的e-水合、自由基、 OH等产物能与H+和OH-发 生反应：
所以由H+, OH-离子浓度的变化(pH变化)引起的自由基浓 度的改变, 将影响分子辐射产物的产额.
➢ 带正电的水离子和相邻水分子发生质子(氢原子)转移 反应，生成H3O+和OH自由基：
生成的H3O+ 也随即发生水合作用, 水合H3O+和水合电子 的分布范围不同. 前者在辐射电离径迹近旁, 后者要远些, 因为电子具有更大迁移性. ➢ 辐射形成的激发态水分子进一步解离成氢原子和OH自 由基：
加氢不仅能抑制水的辐照分解, 还能消除水中的游离氧. 向冷却剂中引入H2与O2 , 它们会很快在辐照作用下合成 水. 加氢也会使氧化性辐解产物H2O2重新转化成水, 且反 应时间很短.
在辐照下往含有H2O2 的水中不断注氢气, 测量H2O2的浓度变化
H2O2 浓度10分钟后 即由650微克分子/升 降为零.
H2 容积控制箱
作业题
教材第三章后复习思考题 简述H2O辐照分解反应产生的氧化性物质
及其危害，并解释压水堆功率运行时为何 加H2。 常规的轻水反应堆中为何需要加入慢化剂？ 对慢化剂硼的浓度有何限制？ 请说明反应堆反应性的控制方法。
自由基的扩散, 相互作用及建立化学平衡阶段: 生成的初 级辐解产物e-水合、 H2O+ 、 H2O＊、 H3O+ 、H+、OH-等, 它们之间相互作用生成次级辐解产物. 同时, 所有这些辐 解产物会逐渐向水体扩散. 在扩散过程中相互反应, 并渐 渐达到平衡. 这个过程在辐射电离径迹范围内, 约在射线 通过后l0-11 秒开始, 在水体中稍缓慢些(10-10秒).
Br OH Br OH
Br H HBr
pH值的影响 水辐解生成的e-水合、自由基、 OH等产物能与H+和OH-发 生反应：
所以由H+, OH-离子浓度的变化(pH变化)引起的自由基浓 度的改变, 将影响分子辐射产物的产额.
PWR化学-第三章
PWR化学—Ⅲ
哈工程核学院
矫彩山
第三章 电站一回路化学
一回路（冷却剂）化学就是研究压水堆中十分重要 的集酸碱性、氧化还原性、放射性等于一身的水溶液 化学。学习研究冷却剂化学的目的主要有四点： 1.保护一回路结构材料避免腐蚀—水质； 2.了解一回路中放射性物质的产生、变化及化学 行为等，进而弄清放射性沾污的途径、和数量； 3.使用可溶性中子吸收剂参与反应堆功率控制；
1 0
A1 Z1
A2 Z2
1 0
其中：X和Y — 裂变产物(碎片)； A1和A2 — 裂变碎片的质量数； Z1和Z2 — 裂变碎片的电荷数； ν —裂变中子数； Q — 裂变碎片与中子的动能； γ — 裂变过程中放出的射线。
3.1.1原子核反应
2.核裂变产物组成
图3-1 裂片产额与质量数的关系
轻组核质量数由 72～117,重组核 质量数由119～ 161，其中包括了 由锌到镝（di）的 80余种核素 ，生 成率（产额）最大 的是质量数为95和 139的核。由于多 数裂变产物还要发 生连续衰变，因此 堆内实际存在200 多种放射性核素。
3.1.1原子核反应
3.主要裂变产物
表2-1 主要放射性裂变产物表
3.1.1原子核反 应
4.反应堆放射性及产额的计算
反应堆中放射性物质的总活度及某一特定核素的放射性比活度等可通过 代数计算法、查表计算法、查图计算法等方法来获得，同时也可通过计算机 等现代化方法根据中子平衡关系计算辐照燃料的组成等。 如可用下述关系式计算反应堆在一定功率下全部装料的总放射性活度A （Bq）： A = 3.25×1010P×2×3 式中：3.25×1010 — 相当于释放1J能量的裂变数；
3.1.2裂变产物由燃料包壳缺陷向冷却剂的释放
哈工程核学院
矫彩山
第三章 电站一回路化学
一回路（冷却剂）化学就是研究压水堆中十分重要 的集酸碱性、氧化还原性、放射性等于一身的水溶液 化学。学习研究冷却剂化学的目的主要有四点： 1.保护一回路结构材料避免腐蚀—水质； 2.了解一回路中放射性物质的产生、变化及化学 行为等，进而弄清放射性沾污的途径、和数量； 3.使用可溶性中子吸收剂参与反应堆功率控制；
1 0
A1 Z1
A2 Z2
1 0
其中：X和Y — 裂变产物(碎片)； A1和A2 — 裂变碎片的质量数； Z1和Z2 — 裂变碎片的电荷数； ν —裂变中子数； Q — 裂变碎片与中子的动能； γ — 裂变过程中放出的射线。
3.1.1原子核反应
2.核裂变产物组成
图3-1 裂片产额与质量数的关系
轻组核质量数由 72～117,重组核 质量数由119～ 161，其中包括了 由锌到镝（di）的 80余种核素 ，生 成率（产额）最大 的是质量数为95和 139的核。由于多 数裂变产物还要发 生连续衰变，因此 堆内实际存在200 多种放射性核素。
3.1.1原子核反应
3.主要裂变产物
表2-1 主要放射性裂变产物表
3.1.1原子核反 应
4.反应堆放射性及产额的计算
反应堆中放射性物质的总活度及某一特定核素的放射性比活度等可通过 代数计算法、查表计算法、查图计算法等方法来获得，同时也可通过计算机 等现代化方法根据中子平衡关系计算辐照燃料的组成等。 如可用下述关系式计算反应堆在一定功率下全部装料的总放射性活度A （Bq）： A = 3.25×1010P×2×3 式中：3.25×1010 — 相当于释放1J能量的裂变数；
3.1.2裂变产物由燃料包壳缺陷向冷却剂的释放
核电站320课程第三章
第3章反应堆冷却剂系统（RCP）3.1 系统描述3.1.1 系统功能1．主要功能反应堆冷却剂系统（RCP）即核电站一回路的主回路，其主要功能是使冷却剂循环流动，将堆芯中核裂变产生的热量通过蒸汽发生器传输给二回路，同时冷却堆芯，防止燃料元件烧毁或毁坏。
2．辅助功能(1)中子慢化剂：反应堆冷却剂为轻水，它具有比较好的中子慢化能力，使裂变产生的快中子减速成为热中子，以维持链式裂变反应。
另外，它也起到反射层的作用，使泄漏出堆芯的部分中子反射回来。
(2)反应性控制：反应堆冷却剂中溶有的硼酸可吸收中子，因此通过调整硼溶度可控制反应性（主要用于补偿氙效应和燃耗）。
(3)压力控制：RCP系统中的稳压器用于控制冷却剂压力，以防止堆芯中发生不利于燃料元件传热的偏离泡核沸腾现象。
(4)放射性屏障：RCP系统压力边界作为裂变产物放射性的第二道屏障，在燃料元件包壳破损泄漏时，可防止放射性物质外逸。
3.1.2 系统说明1．系统流程如图3.1所示，RCP系统由反应堆和三条并联的闭合环路组成，这些环路以反应堆压力容器为中心作辐射状布置，每条环路都由一台主冷却剂泵（简称主泵）、一台蒸汽发生器和相应的管道和仪表组成。
另外，1号环路热管段上连接有一个稳压器，用于RCP系统的压力调节和压力保护。
每个环路中，位于反应堆压力容器出口和蒸汽发生器入口之间的管道称为热段，主泵和压力容器入口间的管道称为冷段，蒸汽发生器与主泵间的管道称为过渡段。
图3.1 RCP系统的组成在反应堆中采用除盐含硼水作为冷却剂，它使核燃料元件冷却并将核燃料释放出的热能传导出去。
为了使一回路水在任何部位、任何时候都处于液态，要保持其压力高于饱和压力。
高压的冷却剂在堆芯吸收了核燃料裂变放出的热能，从反应堆压力容器出口管流出，经主管道热管段进入蒸汽发生器的倒U形管，将热量传给在U形管外流动的二回路系统的给水，使之变为蒸汽。
冷却剂由蒸汽发生器出来经过渡管段进入主泵，经主泵升压后流经冷管段，又回到反应堆压力容器。
材料与水化学核电厂一回路水化学课件
04
核电厂一回路水化学监测与控制
水化学监测技术与方法
在线监测技术
01
取样分析技术
02
痕量元素分析
03
水化学控制策略与措施
优化水质处理工艺
1
选择合适的水化学添加剂
2
严格控制补水质量
3
水化学异常处理与应对
异常原因排查
临时应对措施
长期治理方案
05
核电厂一回路水化学优化与改进
水化学优化方向与目标
方法。
冷却剂
一回路水作为冷却剂，在反应堆 中循环，需关注水的传热性能和
稳定性。
水化学参数与指 标
01
02
03
04
pH值
导电度
溶解氧
悬浮物和胶体
03
材料与水化学相互作用
材料腐蚀与防护
腐蚀类型 腐蚀影响因素 防护措施
沉积物形成与控制
沉积物来源 沉积物影响 控制措施
水化学对材料性能影响
材料性能变化 影响机制 材料选择与设计
降低放射性水平
通过优化水化学条件，降低一回路水中放射性核素的活度和浓度， 减少对环境和人员的辐射危害。
延长设备使用寿命
通过调整水质参数，减轻对设备的腐蚀和结垢，延长设备的使用 寿命，提高核电站的安全性和经济性。
提高热效率
优化水化学条件，降低水的电导率和杂质含量，提高冷却剂的传 热效率，从而提高核电厂的热效率。
材料与水化学核电厂 一回路水化学课件
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• 引言 • 核电厂一回路水化学基础知识 • 材料与水化学相互作用 • 核电厂一回路水化学监测与控制 • 核电厂一回路水化学优化与改进 • 结论与展望
01
压水堆核电厂水化学
压水堆核电厂水化学知识一、绪论1.1、水在核电厂的作用：（1）中子慢化剂：将快中子慢化为易引发核反应的热中子；（2）主回路冷却剂：将核反应产热传导至二回路；（3）发电工质：通过水汽循环实现热能发电；（4）冷却水：将二回路余热导入最终热阱（海水）、设备冷却水（闭式冷却水）、定子冷却水、轴封冷却水；（5）辐射屏蔽：水是良好的放射线屏蔽剂，核电厂的换料水池、乏燃料池充满水可起到吸收中子及辐射屏蔽作用；（6）其它：消防水、配制各种去污剂等1.2、水化学对材料腐蚀的作用：通过对水中杂质含量限制、调整水的酸碱性和氧化还原性可有效控制水对材料的腐蚀速率和损伤程度，延长设备使用寿命。
1.3、水化学对控制集体剂量的贡献：1）通过水质控制可以抑制材料腐蚀，减少腐蚀产物产生量；2）适宜的水质可以减少燃料破损的风险，减少裂变产物进入一回路冷却剂；3）冷却剂酸碱性及氧化还原性的合理调配，可以改变活化腐蚀产物的释放、迁移、沉积路径。
二、水化学基础知识2.1、水的密度随温度变化：1）常压时，在0~4℃之间，水具有反膨胀性，T↑→ 密度↑；2）大于4℃的饱和水，T↑ → 密度↓（符合热胀冷缩规律）2.2、水是离子型化合物的优良溶剂。
2.3、溶解度：一定温度下，某种物质溶解在一定量溶剂中达到饱和时所能溶解的量。
2.4、溶液：一种或几种以上的物质高度分散（以分子、离子或原子状态）到另一种物质里，形成均一的、稳定的混合物。
能溶解其他物质的物质叫溶剂；被溶解的物质叫溶质。
2.5、胶体溶液：数量较多的分散质粒子的直径在1nm—100nm之间的分散系，是一种高度分散的多相不均匀体系。
2.6、悬浮液：大量的微小的不溶性固体颗粒因布朗运动而分散于液体中形成的混合物。
固体颗粒粒径通常大于100nm。
2.7、浓度单位：一般有摩尔浓度、质量浓度、体积浓度。
如：mol/L、mg/kg、μg/kg 、ml/kg等，也有无量纲单位ppm、ppb、ppt（通常表示数量级）。
核电厂水化学 第三章 放射性水处理
4%硼酸的结晶温度为15C，使用这样的硼酸一般无需对贮槽 和管道特殊加热保温，但设备容量相对要大些；12%硼酸的结晶 温度为50C，为避免硼酸结晶，需将所有的管道及设备的温度保 持在50C以上，这当然比较麻烦，但设备容量相对可以小些。
如年处理量为17200米3的堆排水，平均硼浓度700ppm（相应 的硼酸浓度为4200ppm），每年可回收硼酸72吨。所以通常把 这个系统称为硼回收系统。
放射性水处理
一、引言 1.1 哪些水需要净化？哪些水可能具有放射性而需要净化？ 1.2 PWR水质净化的重要性 二、放射性水处理方法 三、放射性水处理系统 3.1 放射性废水处理的特点 3.2 不同类型放射性废水处理系统的选择 3.3 放射性废水处理系统的构造 3.4 冷却剂循环净化系统 3.5 硼回收系统（又称反应堆排水处理复用系统） 3.6 除盐水制备、精处理、蒸汽发生器二回路排污水净化系统
2）净化单元
由过滤器、离子交换器和脱气器构成，分别用来去 除排水中的不溶性颗粒杂质，可溶性离子杂质以及溶 解气体。
前置过滤器的作用并不明显，新近设计的压水堆已 不采用，而令树脂床兼起过滤作用。本系统的原料水 大部分已经冷却剂循环净化系统混合床离子交换处理， 所以一般仅设置一组H+型阳树脂床，用以去除Cs、 Mo、Y等循环净化系统不易除去的核素以及pH添加 剂的阳离子（Li+、K+ 、NH4+ ）。树脂床后过滤器是 用以防止破碎树脂流出的。为提高净化效果，有的堆 加设了混合离子交换器。
但池水pH值高，阳离子交换树脂易很快失 效，再生次数也增加；同时再生过程中会形成大 量放射性活度较高的再生废液，所以应根据这一 特点慎重选择离子交换树脂。
第二，燃料元件包壳可能出现损坏，使水中 放射性核素含量增加，尤其是水中会出现较高含 量的放射性铯。
如年处理量为17200米3的堆排水，平均硼浓度700ppm（相应 的硼酸浓度为4200ppm），每年可回收硼酸72吨。所以通常把 这个系统称为硼回收系统。
放射性水处理
一、引言 1.1 哪些水需要净化？哪些水可能具有放射性而需要净化？ 1.2 PWR水质净化的重要性 二、放射性水处理方法 三、放射性水处理系统 3.1 放射性废水处理的特点 3.2 不同类型放射性废水处理系统的选择 3.3 放射性废水处理系统的构造 3.4 冷却剂循环净化系统 3.5 硼回收系统（又称反应堆排水处理复用系统） 3.6 除盐水制备、精处理、蒸汽发生器二回路排污水净化系统
2）净化单元
由过滤器、离子交换器和脱气器构成，分别用来去 除排水中的不溶性颗粒杂质，可溶性离子杂质以及溶 解气体。
前置过滤器的作用并不明显，新近设计的压水堆已 不采用，而令树脂床兼起过滤作用。本系统的原料水 大部分已经冷却剂循环净化系统混合床离子交换处理， 所以一般仅设置一组H+型阳树脂床，用以去除Cs、 Mo、Y等循环净化系统不易除去的核素以及pH添加 剂的阳离子（Li+、K+ 、NH4+ ）。树脂床后过滤器是 用以防止破碎树脂流出的。为提高净化效果，有的堆 加设了混合离子交换器。
但池水pH值高，阳离子交换树脂易很快失 效，再生次数也增加；同时再生过程中会形成大 量放射性活度较高的再生废液，所以应根据这一 特点慎重选择离子交换树脂。
第二，燃料元件包壳可能出现损坏，使水中 放射性核素含量增加，尤其是水中会出现较高含 量的放射性铯。
材料与水化学第讲核电厂一回路水化学
d dX E 4 m z0 2 c l4N[Z lo 2 (1 m g 0c b2 2)b2]
式中 z 为荷电粒子电荷数；Z为物质的原子序数。 可以看出，荷电粒子电荷越多，速度越慢，LET值越大。如20MeV的a粒子在
水中LET值为3.3eV/Å，而5MeV的a粒子在水中的LET值为9.5eV/Å，对同样能量 的氚荷而言，其相应的值分别为0.48eV/Å和1.42eV/Å。它们都比电子的LET大得 多，所以重荷电粒子的穿透能力比起同样能量的电子要小得多。
辐射化学的时间量级
Most of the chemical reactions are finished. However in certain systems reaction can continue for several days. 几乎所有反应结束
Radiative decay of triplet states. 三重态放射性衰变
El=12400；
E = hf 。
0 1n6 3Li 3 1H +2 4H e
0 1n14 18 3C d 14 18 4C d+γ
各种粒子的核特性
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)
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
式中 z 为荷电粒子电荷数；Z为物质的原子序数。 可以看出，荷电粒子电荷越多，速度越慢，LET值越大。如20MeV的a粒子在
水中LET值为3.3eV/Å，而5MeV的a粒子在水中的LET值为9.5eV/Å，对同样能量 的氚荷而言，其相应的值分别为0.48eV/Å和1.42eV/Å。它们都比电子的LET大得 多，所以重荷电粒子的穿透能力比起同样能量的电子要小得多。
辐射化学的时间量级
Most of the chemical reactions are finished. However in certain systems reaction can continue for several days. 几乎所有反应结束
Radiative decay of triplet states. 三重态放射性衰变
El=12400；
E = hf 。
0 1n6 3Li 3 1H +2 4H e
0 1n14 18 3C d 14 18 4C d+γ
各种粒子的核特性
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)
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
第三章 水化学 原理
14
非碳酸盐硬度 利用将水加热煮沸方法不能去除的那部分硬度叫永久硬度，又称非碳酸盐硬度。 主要是钙、镁的硫酸盐及氯化物等。 硬度的单位通常用mmol/L或μmol/L。 酸度和碱度 水的酸度是指水中含有能接受氢氧根离子物质的量。能形成酸度的物质有强酸， 强酸弱碱盐，酸式盐和弱酸。在离子交换除盐过程中阳离子交换柱的出水含有一 定的酸度。强酸弱碱盐水解时会产生一定量H+，故呈酸性。 水的碱度是指水中含有能接受氢离子物质的量。一般水的碱度主要来源重碳酸根。 水的碱度的测定主要用酸中和法测定，中和滴定所用的指示剂不同，测定结果不 同。 用酚酞作指示剂时，它的变色范围是pH值8.1~8.3，此时的化学反应为：
一 水的基本性质 水的分子结构是以氧为核心，两个氢 原子是104°31′的H-O-H夹角。氧原 子的8个电子中有两个电子与氢原子 联系在一起，还有两对电子与临近的 水分子形成氢键。水分子在水汽状态 （气相）O-H的距离是0.9568Å，在冰 中的距离是0.99Å。水的性质主要由分 子构造和氢键决定的。右图是水分子 和水分子键的氢键结构。
图3-1 水分子和氢键结构特性示意图
2
什么是氢键？，氢键是氢原子同时和两个电负性很大而半径 较小的原子（例如O、N等）结合所形成的一种特殊的原子间 作用力。氢键的作用力比通常化学键要小得多。在不同温度 下，水中氢键数不同，见下表数据。表中C0-单分子份额，C1由一个氢键缔合的分子数额，C2-有双氢键的分子份额。
4
（3 ） 水是极性溶剂 由于水分子的不对称结构，水分子是有极性的，这导致了它对各种无机盐有很 高的溶解度，所以原水中含有大量钙、镁及碱金属盐类，给反应堆供水造成很 大负担，为了除去这些盐类要经过复杂的水处理过程。 氧族：？
水反常高的沸点和凝固点
非碳酸盐硬度 利用将水加热煮沸方法不能去除的那部分硬度叫永久硬度，又称非碳酸盐硬度。 主要是钙、镁的硫酸盐及氯化物等。 硬度的单位通常用mmol/L或μmol/L。 酸度和碱度 水的酸度是指水中含有能接受氢氧根离子物质的量。能形成酸度的物质有强酸， 强酸弱碱盐，酸式盐和弱酸。在离子交换除盐过程中阳离子交换柱的出水含有一 定的酸度。强酸弱碱盐水解时会产生一定量H+，故呈酸性。 水的碱度是指水中含有能接受氢离子物质的量。一般水的碱度主要来源重碳酸根。 水的碱度的测定主要用酸中和法测定，中和滴定所用的指示剂不同，测定结果不 同。 用酚酞作指示剂时，它的变色范围是pH值8.1~8.3，此时的化学反应为：
一 水的基本性质 水的分子结构是以氧为核心，两个氢 原子是104°31′的H-O-H夹角。氧原 子的8个电子中有两个电子与氢原子 联系在一起，还有两对电子与临近的 水分子形成氢键。水分子在水汽状态 （气相）O-H的距离是0.9568Å，在冰 中的距离是0.99Å。水的性质主要由分 子构造和氢键决定的。右图是水分子 和水分子键的氢键结构。
图3-1 水分子和氢键结构特性示意图
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什么是氢键？，氢键是氢原子同时和两个电负性很大而半径 较小的原子（例如O、N等）结合所形成的一种特殊的原子间 作用力。氢键的作用力比通常化学键要小得多。在不同温度 下，水中氢键数不同，见下表数据。表中C0-单分子份额，C1由一个氢键缔合的分子数额，C2-有双氢键的分子份额。
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（3 ） 水是极性溶剂 由于水分子的不对称结构，水分子是有极性的，这导致了它对各种无机盐有很 高的溶解度，所以原水中含有大量钙、镁及碱金属盐类，给反应堆供水造成很 大负担，为了除去这些盐类要经过复杂的水处理过程。 氧族：？
水反常高的沸点和凝固点
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带正电的水离子和相邻水分子发生质子(氢原子 转移 带正电的水离子和相邻水分子发生质子 氢原子)转移 氢原子 反应，生成H3O+和OH自由基： 反应，生成 自由基： 自由基
生成的H 也随即发生水合作用, 水合H 生成的 3O+ 也随即发生水合作用 水合 3O+和水合电子 的分布范围不同. 前者在辐射电离径迹近旁, 后者要远些, 的分布范围不同 前者在辐射电离径迹近旁 后者要远些 因为电子具有更大迁移性. 因为电子具有更大迁移性. 辐射形成的激发态水分子进一步解离成氢原子和OH 辐射形成的激发态水分子进一步解离成氢原子和 自由基： 自由基：
水的辐射分解
各种射线或粒子程度不同地与作为冷却剂的水发生作用, 各种射线或粒子程度不同地与作为冷却剂的水发生作用 发生水的辐照分解. 发生水的辐照分解 从射线轰击水分子开始到建立某种辐射产物的化学平衡 为止, 按时间标度大体上可分为三个阶段: 为止 按时间标度大体上可分为三个阶段 辐射能量传递阶段(初级过程): 辐射能量传递阶段(初级过程): 这一过程是射线和水作用 初级过程 在此过程中， 的开端, 作用时间是10 的开端 作用时间是 -18 —10-15秒. 在此过程中，入射粒 子把能量传递到介质中, 产生电子、 子把能量传递到介质中 产生电子、带正电的水离子 H2O+和处于激发状态的水分子 2O*. 这种能量传递的速 和处于激发状态的水分子H 度可用传能线密度(LET)来表示 即入射粒子在单位径迹 来表示, 度可用传能线密度 来表示 长度中损失的能量. 长度中损失的能量
可把水的辐解写成下列综合式
+ − H 2O → H 3O水合 , OH , e水合 , H , H 2O2 , H 2 KK
水的主要辐解产物及其基本性质
辐射产物按化学性质可分为两大类 还原性产物： 还原性产物： e-水合、H、H2 、 氧化性产物： 氧化性产物：OH、HO2、H2O2、O2 、 按辐解产物的化学形态可分为两类 自由基产物：自由基是指含有成键能力及未成对电子的 自由基产物： 原子、分子和离子, 非常活泼, 极不稳定, 易发生反应, 难 原子、分子和离子 非常活泼 极不稳定 易发生反应 以积累到一定水平. 以积累到一定水平 分子产物：形态稳定, 可在溶液中积累到一定浓度. 分子产物：形态稳定 可在溶液中积累到一定浓度 可用 测量分子产物的产额和积聚量来判断水的辐照分解程度 和速度. 和速度
2
影响水辐射分解的因素
水的辐射分解及辐解产物产额受传能线密度LET值、剂 值 水的辐射分解及辐解产物产额受传能线密度 量率、辐射时间、温度和压力、 值和溶液成分等因素 量率、辐射时间、温度和压力、pH值和溶液成分等因素 的影响. 的影响 杂质的影响 水中氧化性或还原性杂质的存在, 水中氧化性或还原性杂质的存在 必然会与水的初级还原 性或氧化性辐解产物发生反应, 从而影响G值 如少量Br 性或氧化性辐解产物发生反应 从而影响 值. 如少量 的存在将清除·OH自由基和氢原子 自由基和氢原子H· 的存在将清除 自由基和氢原子
建立平衡阶段(物理化学过程 作用时间约10 建立平衡阶段 物理化学过程): 作用时间约 -15—10-11 秒. 物理化学过程 其间, 部分传递的能量转换为振动能和转动能, 其间 部分传递的能量转换为振动能和转动能 还发生分 子解离及离子-分子反应等 分子反应等, 子解离及离子 分子反应等 形成新的分子和活性中间产 自由基和溶剂化电子)等 主要包括如下过程： 物(自由基和溶剂化电子 等. 主要包括如下过程： 自由基和溶剂化电子 电离电子速度减慢, 并成为“ 电子. 电离电子速度减慢 并成为“热”电子 热电子的存在 引起围绕它周围的极性水分子偶极取向的变化, 引起围绕它周围的极性水分子偶极取向的变化 正极端朝 向电子, 负极端远离电子, 向电子 负极端远离电子 电子的电场吸引极性水分子在 其四周重新排列 所以它又叫水合电子(溶剂化 所以它又叫水合电子 溶剂化 电子)
自由基的扩散, 相互作用及建立化学平衡阶段: 自由基的扩散 相互作用及建立化学平衡阶段 生成的初 级辐解产物e 级辐解产物 -水合、 H2O+ 、 H2O＊、 H3O+ 、H+、OH-等, 它们之间相互作用生成次级辐解产物. 同时, 它们之间相互作用生成次级辐解产物 同时 所有这些辐 解产物会逐渐向水体扩散. 在扩散过程中相互反应, 解产物会逐渐向水体扩散 在扩散过程中相互反应 并渐 渐达到平衡. 这个过程在辐射电离径迹范围内, 渐达到平衡 这个过程在辐射电离径迹范围内 约在射线 通过后l0 秒开始, 在水体中稍缓慢些(10 通过后 -11 秒开始 在水体中稍缓慢些 -10秒).
2 2
2
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温度和压力的影响 温度升高将加快初始辐射产物向水体的扩散, 温度升高将加快初始辐射产物向水体的扩散 从而减少 了生成分子产物的机会. 了生成分子产物的机会
纯水在反应堆中的辐射分解与合成
水辐解过程的诸多反应可归结为两大类, 一类是分解过程, 水辐解过程的诸多反应可归结为两大类 一类是分解过程 复合反应. 另一类是分解反应的逆过程—复合反应 分解过程可表示为 复合反应可表示为 H 2 + OH → H 2O + H
2
表示水每吸收100eV辐射能量 会有 个 辐射能量, 辐射能量 会有4.1个 如G (-H O) ＝4.1, 表示水每吸收 水分子分解. 水分子分解
2
一般情况下裂变产物γ射线造成的纯水的 值在 一般情况下裂变产物 射线造成的纯水的G值在 射线造成的纯水的 值在3.6-4.6之 之 间, 通常取G (-H O) =4.1±0.5. ±
径迹：粒子在穿越路径上留下的痕迹。 径迹：粒子在穿越路径上留下的痕迹。约30Å 初级电离作用产生的次级电子往往具有 足够的能量, 足够的能量 它们也可以使其路径上的物 质分子激发和电离. 因此, 质分子激发和电离 因此 沿着入射粒子的 径迹, 径迹 会产生象一串串葡萄似的紧挨在一 起的激发分子和离子的群团(称为刺迹 称为刺迹, 起的激发分子和离子的群团 称为刺迹 spur), 活性粒子 包括离子、激发分子和自 活性粒子(包括离子 包括离子、 由基)集中在入射粒子径迹周围 集中在入射粒子径迹周围. 由基 集中在入射粒子径迹周围
辐射分解反应
引起辐射分解反应的能源是电离辐射, 包括 高能光子X和γ射线、 高能电子、 带电粒子(质子、α粒子和核裂变碎片) 中子. 这些辐射源的能量很高, 一般为keV-MeV 数量级, 远大于原子和分子的电离能(约525eV)和化学键能(2-10eV), 它们作用于冷却剂时, 既能产生激发又能引 起电离. 一个入射粒子可使许多分子电离和 激发。
水溶液的辐射化学
硼酸水溶液的辐照分解
在压水堆中, 向冷却剂中加入硼酸作为可溶性中子吸收剂. 在压水堆中 向冷却剂中加入硼酸作为可溶性中子吸收剂 反应生成的反冲氦核( 粒子)和 核具有 由 10B(n, α)7Li 反应生成的反冲氦核 α粒子 和7Li核具有 很大的LET值, 使水辐解反应 2H 2O → H 2 + H 2O2 的生成份 很大的 值 额增加
水的净分解率并不大, 但 水的净分解率并不大 分子产物只能积累到某一低的平 衡浓度, 例如γ射线辐射纯水 射线辐射纯水, 衡浓度 例如 射线辐射纯水 分子产物浓度只有 10-6～105 mol/L. 当水中含有溶解氧时, 氧和辐射产生的原子H发生反应 发生反应, 当水中含有溶解氧时 氧和辐射产生的原子 发生反应 使 H2O2的产生量增加. O2 + H #43; OH → Br +OH −
Br + H → HBr
pH值的影响 值的影响 水辐解生成的e 等产物能与H 等产物能与 水辐解生成的 -水合、自由基、 OH等产物能与 +和OH-发 生反应： 生反应：
所以由H 离子浓度的变化(pH变化 引起的自由基浓 变化)引起的自由基浓 所以由 +, OH-离子浓度的变化 变化 度的改变, 将影响分子辐射产物的产额. 度的改变 将影响分子辐射产物的产额
LET和辐射剂量的影响 和辐射剂量的影响 这两个因素对辐解产额的影响趋势是一致的. 这两个因素对辐解产额的影响趋势是一致的 高LET值 值 (如α粒子 辐射形成的刺迹互相重叠 径迹附近自由基浓 粒子)辐射形成的刺迹互相重叠 如 粒子 辐射形成的刺迹互相重叠, 度很高, 自由基之间相互反应的几率就大, 度很高 自由基之间相互反应的几率就大 导致较高的分 子产额和较低的自由基产额; 反之, 对于低LET(如X线和 子产额和较低的自由基产额 反之 对于低 如 线和 γ射线 自由基之间反应的几率就小 导致较低分子产额 射线), 射线 自由基之间反应的几率就小, 和较高自由基产额. 和较高自由基产额 辐射剂量只有达到较高数值时, 辐射剂量只有达到较高数值时 才对辐射产额有明显影 如当辐射剂量达到2× 电子伏／ 秒时, 响. 如当辐射剂量达到 ×1023电子伏／厘米3·秒时 秒时 GH ≈GH O ≈1.2, 而一般 射线引起的 H ≈0.45. 在压水堆冷 而一般γ射线引起的 射线引起的G 均有明显提高 却剂的辐射剂量水平下, GH 和GH O 均有明显提高. 却剂的辐射剂量水平下
G值：表示某种受照物质每吸收 值 表示某种受照物质每吸收100eV辐射能量所产生 辐射能量所产生 (冠以“＋”号)或消失 冠以“-”号)的辐解产物的数目 冠以“ 或消失(冠以 的辐解产物的数目. 冠以 或消失 冠以“ 号 的辐解产物的数目 它包括分子、离子、原子和自由基等形成或破坏的数量. 它包括分子、离子、原子和自由基等形成或破坏的数量 GH =0.41, 表示 表示100电子伏的辐射能量被水吸收后 将有 电子伏的辐射能量被水吸收后, 电子伏的辐射能量被水吸收后 0.41个氢分子产生 个氢分子产生. 个氢分子产生
假设γ射线的吸收不随硼酸浓度变化 假设 射线的吸收不随硼酸浓度变化, 引进硼后 射线的吸收不随硼酸浓度变化 辐解产物的增加归因于硼的中子反应