ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Некоторые закономерности окисления графита из "Действие облучения на графит ядерных реакторов " Согласно диффузионно-кинетической теории [29, 37] различают две стадии горения — диффузионную и кинетическую. [c.205] С + СО2 = 2С0— 41,95 ккал/моль. [c.206] В диффузионной стадии окисления продукты реакции (СОо, СО), накапливаясь у стенок графита, вытесняют кислород, поэтому при повышенной температуре скорость реакции окисления лимитируется скоростью диффузии кислорода к реакционной поверхности и нарастает не по экспоненциальному, а по степенному закону, пропорционально Т , где тя 1,7. По этой причине при увеличении скорости газового потока V доступ кислорода к поверхности графита облегчается, вызывая увеличение скорости окисления. [c.206] В практике эксплуатации атомных электростанций с уран-графитовымн реакторами наибольший интерес представляют закономерности окисления графита в газовых средах с малыми концентрациями кислорода, так как окисление графита происходит уже при малых его примесях, остающихся после очистки в используемых инертных газах. [c.206] Графит с молекулярным азотом практически не взаимодействует— константа равновесия этой реакции весьма мала. При облучении возможно образование окислов азота, взаимодействие которых с графитом приводит к образованию азота и углекислого газа. Основным продуктом взаимодействия графита с водородом при температуре 300—1000° С является метан. Концентрация метана находится в равновесии с графитом, с увеличением температуры она снижается и при 1000° С и давлении 1 атм становится близкой к нулю. Ионизация молекул водорода вследствие облучения способствует образованию метана даже в той температурной области, в которой скорость такой реакции без облучения мала. Окисление реакторного графита при 900— 1000° С в атмосфере аргона с примесями водяных паров до 0,1% приводит к возрастанию скорости окисления по мере увеличения содержания паров воды [153]. [c.207] Влияние реакторного облучения на реакции окисления графита в работах [124, 219] изучали на небольших образцах, пригодных для исследования с помощью электронного микроскопа. [c.207] Было установлено, что структурные несовершенства, вызванные облучением, оказывают сильное влияние на скорость окисления, причем наиболее интенсивно реакция протекает вблизи пор и по границам зерен. Образование межузельных атомов в кристаллической решетке, как полагают в работах [127, 216], способствует реакции окисления, однако единая то ка зрения на это отсутствует. Противоречивость литературных данных не позволяет представить весь процесс взаимодействия графита с газовым потоком в целом и тем более судить о реакции окисления графита в нейтронном поле. На каталитическое действие структурных дефектов, вызванных облучением нейтронами и способствующих окислению, указано в работе [200]. В предварительно облученном реакторном графите скорость окисления возрастает в шесть раз по сравнению с необлученным материалом. [c.208] Окисление образцов графита марки ГМЗ, облученного при -50°С флюенсом 5-10 нейтр./см также привело к увеличению скорости окисления при 600° С на воздухе примерно в 7 раз по сравнению с необлученным графитом. Окисление в тех же условиях облученных при 300—350 С флюенсом 1,5-102 нейтр./см2 образцов не увеличивает скорость окисления (рис. 5.4). [c.209] Повышение температуры выше 800° С снижает различие между скоростями окисления облученных и необлу-ченных образцов благодаря значительному отжигу дефектов облучения [59, с. 80]. [c.209] Приведенные выше результаты были получены в условиях, при которых окисляющий агент—кислород воздуха, чистый кислород и т. д. [c.209] Окисление при одновременном воздействии на систему графит — газ облучения нейтронами и у-кванта-ми вызывает ионизацию молекул газа, что наряду с образованием дефектов в графите существенно изменяет кинетику процесса. [c.209] Зависимость общей потери массы от времени в процессе окисления при 300° С образцов графита (исходных ц облученных нейтронами) как при воздействии -квантов, так и без такого воздействия показана на рис. 5.5. Значения скоростей окисления приведены в табл. 5.2. [c.209] Вернуться к основной статье