Компьютерное моделирование термических процессов с участием радионуклидов кальция, стронция и цезия при нагреве радиоактивного графита в атмосфере углекислого газа

При проектировании ядерных реакторов не предусматривались технические решения по выводу из эксплуатации, а также отсутствовали безопасные технологии обращения с облученным реакторным графитом. Вывод из эксплуатации уран-графитовых реакторов представляет собой комплекс сложных задач, связанных с выбором оптимальных способов и методов обращения с радиоактивным графитом. Компьютерное моделирование процесса переработки реакторного графита нагреванием в углекислом газе позволяет определить поведение радиоактивных элементов. С помощью компьютерного моделирования изучено поведение Ca, Sr, Cs при нагреве радиоактивного графита в атмосфере углекислого газа. Установлено, что кальций присутствует, в виде паров Ca, CaO, CaCl, CaCl2, ионов Ca+, CaO+ и в конденсированных формах CaCO3, CaCl2, CaO. Стронций присутствует в виде паров Sr, SrO, SrCl, SrCl2, ионов Sr+, SrO+ и в конденсированных формах SrCl2, SrCO3, SrO. Цезий присутствует в виде паров Cs, CsCl, ионов Cs+ и в конденсированной фазе CsCl.. Выявлены основные реакции и определены их константы равновесия. Полученные данные показывают, что при температурах 573 - 973 K происходит образование паров хлоридов кальция, стронция и цезия. Увеличение температуры до 1373 K приводит к протеканию термической ионизации хлорида цезия и образованию ионизированного цезия. При увеличении температуры до 2273 K наблюдается термическая ионизация стронция и цезия и образуются ионизированные кальций и стронций.