Институт энергетических исследований Хэфэйского комплексного национального научного центра достиг новых успехов в области оценки безопасности активированных продуктов коррозии в магнитном поле термоядерного реактора

В последнее время Центр радиационной защиты и безопасности Института энергетических исследований Хэфэйского комплексного национального научного центра достиг серии важных успехов в области оценки безопасности активированных продуктов коррозии в условиях магнитного поля термоядерного реактора. Исследовательская группа провела систематические исследования коррозионного поведения китайской низкоактивируемой ферритно-мартенситной стали CLF-1 в магнитном поле по трём направлениям: характеристики водной коррозии, закономерности миграции продуктов коррозии и влияние шероховатости поверхности. Соответствующие результаты были опубликованы в трёх статьях в журнале первого квартиля «Nuclear Materials and Energy». Эта серия исследований обеспечивает ключевую научную основу для оценки радиационной безопасности системы охлаждающей воды термоядерного реактора.

Исследовательская группа провела систематические исследования коррозионного поведения китайской низкоактивируемой ферритно-мартенситной стали CLF-1 в магнитном поле: в магнитном поле установки EAST впервые систематически наблюдалось её водное коррозионное поведение в реальном магнитном поле токамака. Было обнаружено, что сила Лоренца изменяет траектории движения ионов в растворе, а магнитоградиентная сила приводит к миграции парамагнитных веществ к поверхности образца, что совместно изменяет распределение продуктов коррозии; в магнитном поле 0–1 Тл эксперименты с различной шероховатостью поверхности показали, что ускорение коррозии более выражено на поверхностях с высокой шероховатостью, поэтому в инженерной практике следует снижать шероховатость внутренних стенок трубопроводов; кроме того, путём разделения основных компонентов продуктов коррозии и проведения экспериментов по миграции при различной напряжённости магнитного поля впервые были выявлены закономерности влияния магнитного поля на миграцию продуктов коррозии низкоактивируемой стали, что обеспечило ключевую экспериментальную основу для оценки безопасности активированных продуктов коррозии.

В настоящее время исследовательская группа продолжает углублённую работу в области исследований активированных продуктов коррозии термоядерного реактора, охватывающую такие направления, как создание экспериментальной платформы высоких температур и давлений в условиях сильного магнитного поля, разработка инструментов моделирования и оценки безопасности, а также создание прототипов систем предотвращения и контроля. В будущем группа сосредоточится на исследовании поведения миграции продуктов коррозии в реальных магнитных полях термоядерного реактора, продолжит продвижение разработки технологий предотвращения и контроля активированных продуктов коррозии и расширение их промышленного применения, обеспечивая поддержку оценки безопасности и применения термоядерной энергии.

Рис. 1 Эксперимент по коррозии в магнитном поле установки EAST

Рис. 2 Вид сверху результатов миграции FeCr2O4 в различных магнитных полях и доли каждой области

Рис. 3 Схема экспериментальной установки электрохимической коррозии в магнитном поле