Structure and Kinetic Properties of a Molten FLiBe Mixture with Tritium

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

A study is performed of the self-diffusion of tritium and fluorine atoms, and the change in the structure of molten FLiBe upon raising the temperature of the system from 873 to 1073 K. The interaction between neutrons and both lithium and beryllium in molten-salt reactors (MSR) using FLiBe as a fuel salt results in the formation of large amounts of tritium. Tritium, which easily penetrates metallic structural materials at high temperatures, is a radionuclide hazard. Predictive models for the behavior of tritium in a molten fluoride salt must therefore be developed to solve the problem of MSR safety. The emergence of tritium in the system increases the average energy of interatomic bonds upon raising the temperature and concentration of tritium in the system. A rise in temperature is also accompanied by fluorine atoms creating a closer short-range order in the environment of tritium atoms. This is expressed in the formation of a high first peak of radial distribution function gT-F(r), an increase in the number of probable geometric neighbors, which is shown by Voronoi polyhedra, and fluorine atoms giving priority to fourth-order rotational symmetry in the environment of tritium atoms.

About the authors

A. E. Galashev

Institute of High-Temperature Electrochemistry, Russian Academy of Sciences, Ural Branch; Ural Federal University

Email: galashev@ihte.uran.ru
620137, Yekaterinburg, Russia; 620075, Yekaterinburg, Russia

A. F. Anisimov

Institute of High-Temperature Electrochemistry, Russian Academy of Sciences, Ural Branch

Email: galashev@ihte.uran.ru
620137, Yekaterinburg, Russia

A. S. Vorob’ev

Institute of High-Temperature Electrochemistry, Russian Academy of Sciences, Ural Branch

Author for correspondence.
Email: galashev@ihte.uran.ru
620137, Yekaterinburg, Russia

References

  1. Yu S.H., Liu Y.F., Yang P. et al. // NUCL. SCI. TECH. 2021. V. 32. № 9. https://doi.org/10.1007/s41365-020-00844-0
  2. Nasser S.A., Shayan M.E., Ghasemzadeh F. et al. Nuclear Power Plants – The Processes from the Cradle to the Grave, 2021, 166 c. https://doi.org/10.5772/intechopen.90939
  3. Shishido H., Yusa N., Hashizume H. et al. // Fussion Sci. Technol. 2017. V. 68. P. 669–673. https://doi.org/10.13182/FST14-975
  4. Redkin A., Khudorozhkova A., Il’ina E. et al. // J. Mol. Liq. 2021. V. 341. P. 117215. https://doi.org/10.1016/j.molliq.2021.117215
  5. Tkacheva O.Yu., Rudenko A.V., Kataev A.A. et al. // RUSS J NON-FERR MET+. 2022. V. 63. P. 272–283. https://doi.org/10.3103/S1067821222030117
  6. Dolan K., Zheng G., Sun K. et al. // Prog. Nucl. Energy. 2021. V. 131. P. 103576. https://doi.org/10.1016/j.pnucene.2020.103576
  7. Wang H., Yue B., Yan L. et al. // J. Mol. Liquids 2022. V. 345. № 117027. https://doi.org/10.1016/j.molliq.2021.117027
  8. Stempien J.D., Ballinger R.G., Forsberg C.W. // Nucl. Eng. Design 2016. V. 310. P. 258–272. https://doi.org/10.1016/j.nucengdes.2016.10.051
  9. Qin H., Wang C., Zhang D. et al. // Prog. Nucl. Energy 2019. V. 117. № 103064. https://doi.org/10.1016/j.pnucene.2019.103064
  10. Cantor S., Ward W.T., Moynihan C.T. // J. Chem. Phys. 1969. V. 50. P. 2874.
  11. Soler J.M., Artacho E., Gale J.D. et al. // J. Phys. Condens. Matter. 2002. V. 14. P. 2745. https://doi.org/10.1088/0953-8984/14/11/302
  12. Perdew J.P., Burke K., Ernzerhof M. // Phys. Rev. Lett. 1996. V. 77. P. 3865.
  13. Nose S. // J. Chem. Phys. 1984. V. 81. P. 511.
  14. Karki B.B., Bhattari D., Stixrude L. // Phys. Rev. 2006. V. 73. № 174208.
  15. Галашев А.Е. // ЖФХ 2022. Т. 96. № 12. С. 1815. [Galashev A.E. Rus. J. Phys. Chem. A, 2022. V. 96. P. 2748.]
  16. Galashev A.Y., Zaikov Yu.P. // J. Appl. Electrochem. 2019. V. 49. P. 1027–1034.
  17. Philippi F., Welton T. // Phys. Chem. Chem. Phys. 2021. V. 23. P. 6993–7021. https://doi.org/10.1039/D1CP00216C
  18. Galashev A.Y. // Appl. Sci. 2023. V. 13. P. 1085. https://doi.org/10.3390/app13021085
  19. Calderoni P., Sharpe P., Hara M. et al. // Fusion Eng. Design 2008. V. 83. P. 1331–1334. https://doi.org/10.1016/j.fusengdes.2008.05.016
  20. Lam S.T., Li Q.-J., Mailoa J. et al. // J. Mater. Chem. A. 2021. V. 9. P. 1784–1794. https://doi.org/10.1039/D0TA10576G
  21. Pekar M. // ChemPhysChem. 2015. V. 16. P. 884–885. https://doi.org/10.1002/cphc.201402778
  22. Galashev A.Y. // Nucl. Eng. Technol. 2023. https://doi.org/10.1016/j.net.2022.12.029

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2.

Download (778KB)
3.

Download (395KB)
4.

Download (233KB)
5.

Download (140KB)
6.

Download (130KB)
7.

Download (68KB)
8.

Download (38KB)
9.

Download (31KB)
10.

Download (31KB)
11.

Download (40KB)

Copyright (c) 2023 А.Е. Галашев, А.Ф. Анисимов, А.С. Воробьев

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».