反应堆化学

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[拼音]:fanyingdui huaxue

[外文]:reactor chemistry

研究各种物质和材料在反应堆及其热交换回路内的化学行为,以及它们在反应堆执行条件下的相互作用的放射化学分支学科。可以构成反应堆体系的物质和材料甚多,包括核燃料、包壳材料、结构材料、慢化剂、冷却剂等。要求它们不仅具有合适的核性质和物理性质,还必须具有合适的化学性质;不仅要在反应堆执行条件下本身是稳定的,而且彼此能够相容,即接触时不起化学作用或很少起化学作用。反应堆内有高能量的粒子和强的辐射(裂变碎片、快中子、热中子、β射线和γ射线),以及大量放射性物质,有时还处在高温高压下,为了保证执行的绝对安全,对所用的材料、部件有特殊的高要求。对各种可能发生的事故,例如水冷反应堆失水以后元件棒与空气的作用和堆芯在高温下熔化等事故要分析其后果并提出处置办法。反应堆化学的研究对于保证反应堆的安全执行是必要的,对于开发新型反应堆也是不可缺少的。

核燃料、包壳材料、结构材料、慢化剂和冷却剂的化学特性,反应堆中冷却剂流体对各种材料的化学侵蚀,电化学腐蚀作用及其抑制方法,以及腐蚀产物的行为等,是反应堆化学的重要研究内容(见反应堆材料化学、反应堆腐蚀化学)。

不同型别反应堆的化学问题各不相同。一般说来,研究低功率、低温下执行的反应堆的化学问题不很复杂;而研究大功率、高温高压下执行的非均匀动力反应堆的化学问题就要复杂得多,如冷却剂的化学稳定性和辐射稳定性、冷却剂对包壳材料和结构材料的相容性、洩漏到冷却剂回路中的裂变产物的行为及发生事故时的化学问题等(见非均匀反应堆化学)。均匀反应堆的核燃料与冷却剂或与冷却剂和慢化剂组成均匀的流体燃料,它的化学问题特别复杂(见均匀反应堆化学)。这类反应堆在20世纪50~60年代曾有试验性装置投入执行,但由于很多技术问题包括化学问题都不易解决,限制了它们的发展和使用。

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