Fissiotuotteiden kulkeutuminen primääripiirissä ja suojarakennuksessa vakavissa ydinonnettomuuksissa

Jarmo Kalilainen

Tutkimustuotos: Doctoral ThesisCollection of Articles

Abstrakti

Tässä väitöskirjassa tutkittiin fissiotuotteiden kulkeutumista primääripiirissä sekä suojarakennuksessa vakavassa ydinonnettomuudessa, missä ydinmateriaaleja on vapautunut reaktorin paineastiasta sydämen vaurioitumisen seurauksena. Fissiotuotteiden uudelleen höyrystymistä primääripiirin pinnalta tutkittaessa erityishuomiota kiinnitettiin jodin eri yhdisteiden vapautumiseen. Suojarakennustutkimuksessa keskityttiin hiukkasten depositioon turbulentista luonnonkiertovirtauksesta. Primääripiirin pinnalla tapahtuvien reaktioiden kokeellisessa tutkimuksessa koelaitteisto lämmitettiin kohdelämpötilaan ja määritettiin kaasumaisten sekä aerosolireaktiotuotteiden pitoisuus. Tulokset osoittivat, että CsI lähtöaineena tuotti 650 °C lämpötilassa merkittäviä määriä kaasumaisessa jodia. Vedyn suurempi pitoisuus kantokaasussa aiheutti kaasumaisen jodin määrän pienenemisen sekä CsI aerosolin määrän kasvun. Eri aineiden kuten Mo, B ja Ag lisääminen lähtöaineeseen kasvatti kaasun osuutta vapautuneessa jodissa. Kun lämpötilaa laskettiin 650 °C:stä, aerosolin vapautuminen väheni merkittävästi. Etenkin MoO3 + CsI lähtöainetta käytettäessä kaasumaista jodia vapautui silti huomattavasti. Kaiken kaikkiaan tulokset osoittivat kaasumaisen jodin vapautumisen olevan mahdollista kokeissa käytetyissä olosuhteissa. Aerosolien kulkeutumista suojarakennuksessa tutkittiin yksinkertaistetuissa koeolosuhteissa. Pallomaisten, halkaisijaltaan 1 ja 2.5 mikrometriä olevien monodispersiivisten SiO2 hiukkasten depositiota tutkittiin kuution mallisessa laatikossa, missä kaksi vastakkaista eri lämpötiloihin lämmitettyä pystyseinää saivat aikaan turbulentin luonnonkierron. Mittaustuloksia verrattiin hiukkasratasimulaatioihin, joiden laskemisessa käytetty virtausmekaniikkalaskentamalli validoitiin mitattujen virtauskenttien avulla. Tulokset sekä mittauksista että hiukkasratalaskuista osoittavat, että 1 mikrometrin hiukkasten depositio on kammiossa nopeampaa kuin mitä teoreettinen "sekoittuneen laskeutumisen" malli olettaa. Hiukkasratasimuloinnit toistettiin kammiomallilla missä käytettiin ideaalisia adiabaattisia reunaehtoja ja tulokset osoittivat pienempien hiukkasten oletettua nopeamman deposition aiheutuvan kammiossa vallitsevien olosuhteiden aikaan saaman turbulentin virtauksen vaikutuksesta hiukkasliikkeeseen, mitä yksinkertainen sekoittuneen laskeutumisen malli ei kykene kuvaamaan. Tässä väitöskirjassa esitettyjä tuloksia voidaan hyödyntää vakavia ydinonnettomuuksia mallintavien työkalujen kehityksessä. Fissiotuotteiden koostumuksen, kulkeutumisen ja suojarakennusdeposition tarkka tuntemus on erityisen tärkeää arvioitaessa mahdollista lähdetermiä vakavissa reaktorionnettomuuksissa.
Julkaisun otsikon käännösFissiotuotteiden kulkeutuminen primääripiirissä ja suojarakennuksessa vakavissa ydinonnettomuuksissa
AlkuperäiskieliEnglanti
PätevyysTohtorintutkinto
Myöntävä instituutio
  • Aalto-yliopisto
Valvoja/neuvonantaja
  • Tuomisto, Filip, Vastuuprofessori
  • Lind, Terttaliisa, Ohjaaja
Kustantaja
Painoksen ISBN978-952-60-6213-6
Sähköinen ISBN978-952-60-6214-3
TilaJulkaistu - 2015
OKM-julkaisutyyppiG5 Tohtorinväitöskirja (artikkeli)

Tutkimusalat

  • ydinonnettomuus
  • fissiotuotteet
  • primääripiiri
  • suojarakennus

Sormenjälki

Sukella tutkimusaiheisiin 'Fissiotuotteiden kulkeutuminen primääripiirissä ja suojarakennuksessa vakavissa ydinonnettomuuksissa'. Ne muodostavat yhdessä ainutlaatuisen sormenjäljen.

Siteeraa tätä