Aluminum Chemistry in a Prototypical Post-Loss-of-Coolant-Accident, Pressurized-Water-Reactor Containment Environment.

Original

An analysis of the integrated chemical effects tests (ICET) experiments has been performed by a comprehensive examination of both the test solutions and precipitates.

In addition, a comprehensive review of the literature has been performed to assist in explaining the behavior of aluminum in alkaline solutions.

The objective of this analysis was to elucidate the behavior of precipitate that formed when the ICET Tests 1 and 5 solutions were allowed to cool so that the behavior of other solutions with different conditions, i.e., pH, temperature, etc., could be predicted throughout the pressurized-water reactor following a loss-of-coolant accident (LOCA).

This examination included supplemental analytical measurements using x-ray diffraction, 27Al and 11B nuclear magnetic resonance for both liquid and solid states, and quasi-elastic light-scattering measurements.

Surrogate solutions were developed and compared with the analytical measurements of the ICET Tests 1 and 5 solutions.

Finally, the characterization of the particle sizes and corrosion properties, including the corrosion mechanism and the corrosion rate of aluminum under LOCA conditions, has been elucidated.

The current study should allow for the development of a head-loss correlation using the existing cake filtration theory, which could be used in conjunction with a corrosion model to predict system performance following a LOCA.

Traduzione

Le prove ICET (Integrated Chemical Effects Test: prove integrate degli effetti chimici) sono state analizzate sulla base di un esame approfondito sia delle soluzioni campione che dei precipitati.

Inoltre è stata fatta una attenta ricerca in letteratura per aiutare a spiegare il comportamento dell'alluminio in soluzioni alcaline.

Lo scopo di questa analisi è chiarire il comportamento del precipitato che si forma quando le soluzioni 1 e 5 dei test ICET vengono raffreddate, in modo da poter prevedere il comportamento di altre soluzioni in condizioni diverse, p.es. pH, temperatura, ecc., all'interno del reattore ad acqua pressurizzata in seguito ad un incidente con perdita di liquido refrigerante (LOCA, Loss-Of-Coolant Accident: incidente con perdita di refrigerante).

Questo esame ha compreso misure analitiche supplementari quali diffrazione a raggi X, risonanza magnetica nucleare 27Al e 11B sia allo stato liquido che allo stato solido e misure di diffrazione quasi-elastica.

Sono state analizzate delle soluzioni surrogate e i risultati sono stati confrontati con quelli delle soluzioni 1 e 5 dei test ICET.

Infine sono state chiarite le caratteristiche delle dimensioni delle particelle e le proprietà di corrosione, inclusi il meccanismo e la velocità di corrosione dell'alluminio in un incidente con perdita di refrigerante.

Questo studio dovrebbe permettere una correlazione con la perdita di pressione usando l'attuale teoria della cake filtration, che potrebbe essere utilizzata insieme ad un modello di corrosione per predire il comportamento di un sistema in seguito ad un incidente con perdita di refrigerante.