شیمی تشعشع برای توسعه انرژی هسته ای مدرن

چکیده

شیمی تششع نقش مهمی در توسعه انرژی هسته ای مدرن ایفا می­کند. پژوهش پیشگام در علوم هسته ای، برای مثال توسعه نسل چهارم راکتورهای هسته­ای است که نمی تواند بدون محلولهای شیمیایی دنبال شود. مسائل پیشرو مربوط به راکتورهای آب سبک، نگرانی را در مورد پرتوکافت آب در مدار اولیه ایجاد کرده است؛ ذخیره سازی طولانی مدت سوخت هسته ای؛ اثرات تششع در کابل و سیم عایق و در مبدل یونی برای تصفیه آب استفاده می­شود؛ همچنین روش های بازفرآوری زباله های رادیو اکتیو و ذخیره سازی صورت می­گیرد. آثار تششع بر روی مواد و افزایش خوردگی در راکتورهای نسل (II / III / III+) و آینده (IV) و در مدیریت مواد زائد، دفع عمیق زمین شناسی و پردازش دوباره سوخت، بسیار مهم می باشد. نسل جدید راکتورهای (III+ و IV)، چالش های جدید را برای شیمیدانان تششع با توجه به شرایط جدیدش در عمل و استفاده از نوع جدیدی از مایع خنک کننده، تحمیل کرده است. در مورد راکتور آب سرد فوق بحرانی (SCWR)، کنترل آب مواد شیمیایی ممکن است عامل کلیدی در جلوگیری از خوردگی مواد ساختاری راکتور باشد. در این مقاله به طور عمده در مورد اثرات تششع بر عملکرد بلندمدت و ایمنی در توسعه نیروگاه­های هسته ای متمرکز شده است

Abstract

Radiation chemistry plays a significant role in modern nuclear energy development. Pioneering research in nuclear science, for example the development of generation IV nuclear reactors, cannot be pursued without chemical solutions. Present issues related to light water reactors concern radiolysis of water in the primary circuit; long-term storage of spent nuclear fuel; radiation effects on cables and wire insulation, and on ion exchangers used for water purification; as well as the procedures of radioactive waste reprocessing and storage. Radiation effects on materials and enhanced corrosion are crucial in current (II/III/IIIþ) and future (IV) generation reactors, and in waste management, deep geological disposal and spent fuel reprocessing. The new generation of reactors (IIIþ and IV) impose new challenges for radiation chemists due to their new conditions of operation and the usage of new types of coolant. In the case of the supercritical water-cooled reactor (SCWR), water chemistry control may be the key factor in preventing corrosion of reactor structural materials. This paper mainly focuses on radiation effects on long-term performance and safety in the development of nuclear power plants.