Successfully reported this slideshow.
We use your LinkedIn profile and activity data to personalize ads and to show you more relevant ads. You can change your ad preferences anytime.

катречко 20.10.2017

50 views

Published on

катречко 20.10.2017

Published in: Engineering
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

катречко 20.10.2017

  1. 1. Докладчик: аспирант Катречко Вячеслав Викторович ХΙΙΙ МІЖНАРОДНА НАУКОВО-ТЕХНІЧНА КОНФЕРЕНЦІЯ МОЛОДИХ ВЧЕНИХ ТА ФАХІВЦІВ «ПРОБЛЕМИ СУЧАСНОЇ ЯДЕРНОЇ ЕНЕРГЕТИКИ» 18 жовтня — 20 жовтня 2017 р. м. Харків, УКРАЇНА
  2. 2. Введение 2 Альтернативой пьюрекс–процессу, который применяется в промышленности при переработке отработавшего ядерного топлива (ОЯТ), являются технологии, использующие физические методы и способствующие улучшению экологии. К таким методам относится плазменная переработка ОЯТ, не требующая химических реагентов. Для очистки ядерного топлива (ЯТ) от продуктов деления (ПД) физическими методами в ННЦ ХФТИ предложена магнитоплазменная переработка ОЯТ, включающая три стадии: нагрев, ионизация и магнитоплазменное разделение ионов во вращающейся плазме. Поскольку в качестве топлива в реакторах, в основном используется UO2, целесообразно рассматривать физико-химические свойства окислов и других сложных соединений, которые будут образовываться в результате остывания ТВЭЛов. Сепарация многокомпонентного состава ОЯТ осуществляется: на стадии нагрева – по различию физико-химических свойств, на стадии ионизации - по различию потенциалов ионизации, на стадии магнитоплазменного разделения ионов во вращающейся плазме – по массам. • На стадии нагрева до 2500С возможно выделить до 75% ПД, в результате чего при переводе смеси в плазму уменьшается количество компонент и, соответственно, энергозатраты. • На стадии ионизации из оставшихся тугоплавких окислов: урана, лантаноидов, циркония, в том числе многокомпонентных, образуются различные молекулярные ионы. • На стадии магнитоплазменного разделения исследуется возможность сепарации молекулярных ионов ЯТ и ПД в плазменном фильтре масс.
  3. 3. Схема магнитоплазменной переработки ОЯТ 3
  4. 4. Состояние ПД в ОЯТ и использование SIMFUEL 4
  5. 5. Математическая модель 5 Силы, действующие на заряженную частицу в электромагнитном поле: ,     r uur ur ur ma qE q V B Система уравнений в цилиндрической системе координат:           2 ; 2 ; .            && & & & && && && & &&& r z r z z r m r r q E r B zB m r r q E zB rB mz q E rB r B         Начальные условия: r(0)=r0, φ(0)=φ0, z(0)=z0;   00 ,& rr V 0 , 0, 0.  r zE E E E 0 400 В/мE W0=5 эВ, r0=0.01 м, α =45°
  6. 6. Магнитоплазменное разделение молекулярных ионов ОЯТ Начальная энергия: w= 5 эВ, Начальный частицы:  =45, Начальный радиус: r = 0,01 м. E= E0=400 В/м E= Е0+ 6 0.6E0sin( )
  7. 7. Плазменный сепаратор ДИС-2 Аксиальное распределение магнитного поля и секции продольного коллектора для сбора: 1-нейтралов; молекулярных ионов многокомпонентных окислов - 2,4 ; 3- молекулярных ионов актиноидов ; 5-торцевой коллектор для сбора молекулярных ионов продуктов деления 7 F≈ 20 т/год
  8. 8. Изменение начальной энергии молекулярных ионов ОЯТ Траектория движения ионов с массой 270 и 400 а.е.м. при разных начальных энергиях частицы (Er=E0+ ) δz = 11% 80.6E0sin( )
  9. 9. Изменение начального угла молекулярных ионов ОЯТ Траектория движения ионов с массой 270 и 400 а.е.м. при разных начальных углах молекулярных ионов, Er= δz = 7% 90.6E 0sin( )
  10. 10. Изменение начального радиуса молекулярных ионов ОЯТ Траектории движения ионов с массой 270 и 400 а.е.м., с добавлением переменной компоненты электрического поля( ), при начальной энергии в 5 эВ и углом влета частицы 45 градусов 1 – 0,01 см 2 – 0,03 см 3 – 0,05 см δz = 7% 10
  11. 11. Исследована возможность пространственного разделения молекулярных ионов ЯТ и ПД в системе с вращающейся в E┴H полях плазмой при добавлении переменной компоненты электрического поля с частотой, равной половине циклотронной частоты вращения иона диоксида урана. Определены области выхода молекулярных ионов с массами ЯТ и ПД в разрабатываемом плазменном фильтре масс ДИС-2. Оценена производительность установки ДИС-2, которая составляет ~20 т/год рабочей смеси. Определено влияние разброса начальной энергии w ( 1-13 эВ), начального угла α (-60, +60) и начального радиуса r (0,01-0,05м) на пространственное разделение молекулярных ионов с массами ЯТ и ПД в ДИС-2. Показано, что для ионов с массами ~270 а.е.м (ЯТ) разброс по (w, r) удовлетворяет месторасположению коллекторов в ДИС-2, а разброс по α приводит к значительному различию в траекториях ионов при больших α (α=±60), что задает определенные требования к плазменному источнику. Выводы
  12. 12. Спасибо за внимание!

×