Structure and Kinetic Properties of a Molten FLiBe Mixture with Tritium

A. E. Galashev; Галашев А. Е.; A. F. Anisimov; Анисимов А. Ф.; A. S. Vorob’ev; Воробьев А. С.

doi:10.31857/S0044453723120099

Структура и кинетические свойства расплавленной смеси FLiBe в присутствии трития

Авторы: Галашев А.Е.¹^,2, Анисимов А.Ф.¹, Воробьев А.С.¹
Учреждения:
1. Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт высокотемпературной электрохимии Уральского отделения Российской академии наук
2. Уральский федеральный университет имени первого президента России Б.Н. Ельцина
Выпуск: Том 97, № 12 (2023)
Страницы: 1690-1698
Раздел: ХИМИЧЕСКАЯ КИНЕТИКА И КАТАЛИЗ
Статья получена: 26.12.2023
Статья опубликована: 01.12.2023
URL: https://ogarev-online.ru/0044-4537/article/view/233053
DOI: https://doi.org/10.31857/S0044453723120099
EDN: https://elibrary.ru/EXVLAT
ID: 233053

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ
Доступ закрыт

Доступ предоставлен
Доступ закрыт

Только для подписчиков

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

Взаимодействие нейтронов как с литием, так и бериллием в жидкосолевых реакторах (ЖСР), использующих в качестве топливной соли FLiBe, приводит к образованию большого количества трития. Тритий, легко проникающий через металлические конструкционные материалы при высоких температурах, представляет радионуклидную опасность. Для решения вопроса безопасности ЖСР необходимо разработать прогностические модели поведения трития в расплавленной фторидной соли. В настоящей работе исследуется самодиффузия атомов трития и фтора, а также изменение структуры расплавленного FLiBe при росте температуры системы от 873 K до 1073 K. Появление трития в системе приводит к увеличению средней энергии межатомных связей как с ростом температуры, так и с повышением концентрации трития в системе. Увеличение температуры также сопровождается формированием более тесного ближнего порядка в окружении атомов трития атомами фтора. Это выражается в формировании высокого первого пика функции радиального распределения \({{g}_{{{\text{T}} - {\text{F}}}}}(r)\), увеличении числа вероятных геометрических соседей, определяемых через многогранники Вороного, и появлении приоритета вращательной симметрии четвертого порядка в окружении атомов трития атомами фтора.

Ключевые слова

диффузия, многогранник, молекулярная динамика, солевой расплав, структура, тритий

Список литературы

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
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
Shishido H., Yusa N., Hashizume H. et al. // Fussion Sci. Technol. 2017. V. 68. P. 669–673. https://doi.org/10.13182/FST14-975
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
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
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
Wang H., Yue B., Yan L. et al. // J. Mol. Liquids 2022. V. 345. № 117027. https://doi.org/10.1016/j.molliq.2021.117027
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
Qin H., Wang C., Zhang D. et al. // Prog. Nucl. Energy 2019. V. 117. № 103064. https://doi.org/10.1016/j.pnucene.2019.103064
Cantor S., Ward W.T., Moynihan C.T. // J. Chem. Phys. 1969. V. 50. P. 2874.
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
Perdew J.P., Burke K., Ernzerhof M. // Phys. Rev. Lett. 1996. V. 77. P. 3865.
Nose S. // J. Chem. Phys. 1984. V. 81. P. 511.
Karki B.B., Bhattari D., Stixrude L. // Phys. Rev. 2006. V. 73. № 174208.
Галашев А.Е. // ЖФХ 2022. Т. 96. № 12. С. 1815. [Galashev A.E. Rus. J. Phys. Chem. A, 2022. V. 96. P. 2748.]
Galashev A.Y., Zaikov Yu.P. // J. Appl. Electrochem. 2019. V. 49. P. 1027–1034.
Philippi F., Welton T. // Phys. Chem. Chem. Phys. 2021. V. 23. P. 6993–7021. https://doi.org/10.1039/D1CP00216C
Galashev A.Y. // Appl. Sci. 2023. V. 13. P. 1085. https://doi.org/10.3390/app13021085
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
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
Pekar M. // ChemPhysChem. 2015. V. 16. P. 884–885. https://doi.org/10.1002/cphc.201402778
Galashev A.Y. // Nucl. Eng. Technol. 2023. https://doi.org/10.1016/j.net.2022.12.029