مدل سازی فرآیند رادیولیز گاما در راکتورهای هسته ای آب سبک و آب سنگین

در رآکتورهای خنک کننده و کندکننده آبی در طول عملیات عادی، رادیولیز منبع تولید هیدروژن، دوتریم و اکسیژن و هیدروژن(دوتریم) پراکساید است. مدل سازی پدیده رادیولیز از دیدگاه ایمنی برای پیش بینی تولید ترکیبات خورنده یا قابل انفجار مهم است. در این مطالعه مدل رادیولیز گاما برای آب سبک و آب سنگین توسعه داده شد و ode15s به عنوان حلگر مناسب مدل انتخاب شد. نتایج اعتبار سنجی مدل توسعه داده شده خطای کمتر از 5% را نشان می دهد. اثر دوز جذبی در محدوده 5/0 تا  100، دما (در محدوده 20 تا oC 70) و هم چنین اثر غلظت اولیه هیدروژن(دوتریم) (در محدوده صفر تا ppb 50) برای آب سبک و آب سنگین مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که رادیولیز گاما بر آب سبک نسبت به آب سنگین اثرات بیشتری دارد و نرخ تغییرات غلظت ترکیبات اکسنده اکسیژن و هیدروژن(دوتریم) پراکساید کمتر از نرخ تغییرات غلظت هیدروژن (دوتریم) است. بیشترین تفاوت بین غلظت نهایی هیدروژن و دوتریم در دوز جذبی Gy/S 10 می باشد که غلظت هیدروژن تولیدی 5/3 برابر بیشتر از دوتریم تولیدی ناشی از رادیولیز است. با افزایش دما از 20 تا oC 70 ، مقدار غلظت ترکیبات تولیدی پایدار از رادیولیز به میزان حداکثر 70% در مورد هیدروژن و حداکثر 50% در مورد دوتریم کاهش می یابد. با افرایش غلظت هیدروژن (دوتریم) اولیه همواره غلظت اجزای اکسنده (اکسیژن، هیدروژن(/دوتریم) پراکساید) کاهش می یابد. اما نمودار هیدروژن (دوتریم) تولیدی دارای یک حد بهینه (ppb 20 در مورد هیدروژن و ppb 10 در مورد دوتریم می باشد. بنابراین با کنترل میزان دوز جذبی، دما و غلظت اولیه هیدروژن بر روی مقدار بهینه می توان از خوردگی ناشی از تولید اکسیدکننده ها و هم چنین انفجار هیدروژن (دوتریم) جلوگیری کرد.