核电厂正常运行工况源项中碘的形态调研报告
一回路中碘及其同位素活度变化趋势及燃料性能分析的应用

一回路中碘及其同位素活度变化趋势及燃料性能分析的应用【摘要】碘及其同位素作为燃料包壳运行性能的特征核素,对分析燃料包壳完整性具有重要意义。
本文主要介绍碘-131及碘-134的产生消失机理及变化趋势;介绍碘及其同位素在燃料性能分析中的应用。
【关键词】碘及其同位素;变化趋势;燃料包壳运行性能;分析1 引言燃料元件是压水堆核电厂的核心部件,燃料元件包壳是核电厂防止放射性物质向环境释放纵深防御系统的第一道屏障,燃料元件性能的好坏对压水堆核电厂运行的安全可靠性和经济性至关重要。
目前国内外核电厂一般通过一回路核素的放射性水平来评价燃料元件在堆内的运行状态。
用于燃料包壳运行性能判断的方法及核素很多,本文重点介绍一回路特征核素碘及其同位素的变化趋势及与燃料包壳运行性能之间的关系,以及时、准确的分析判断燃料组件运行性能。
2 碘及其同位素的选择对于燃料包壳完整性定性、定量的分析,大都基于三族核素,这些核素为:惰性气体:Xe-133、Xe-133m、Xe-135、Xe-138、Kr-85m、Kr-87、Kr-88碘类:I-131、I-132、I-133、I-134、I-135铯类:Cs-134、Cs-137由于惰性气体在化学上的不活泼性,它们的逃逸释放主要是受物理因素的控制,如扩散和破损尺寸等。
Cs-134与Cs-137的比值可以用来表征破损燃料的燃耗水平,但即使在有燃料缺陷的堆芯中,其活度水平也常常是在监测线以下无法测到。
碘-131及其同位素放射性比活度已被国内外作为表征燃料包壳运行性能的特征核素,选择碘作为分析燃料包壳性能分析的特征核素,主要由于碘及其同位素具有如下特性:(1)碘及其同位素在堆内设备及一回路管壁上没有显著沉积。
(2)放射性释放与冷却剂中的比活度关系比较容易建立。
(3)通过γ谱仪能比较容易测量出来。
(4)碘同位素半衰期范围较广。
3 碘及其同位素的产生消失机理碘及其同位素的衰变常数如下表:指标碘-131 碘-132 碘-133 碘-134 碘-135衰变常数λ,S-1 1.0E-06 8.4E-05 9.25E-06 2.2E-04 2.95E-05上表可见,碘-131半衰期最长,碘-134半衰期最短。
2023年碘行业市场调研报告

2023年碘行业市场调研报告本篇报告主要对于全球和中国的碘行业进行了市场调研,包括碘的生产与供应情况,碘的应用领域以及市场发展趋势等方面。
一、全球碘行业市场概况碘是一种重要的非金属元素,具有广泛的应用领域,在生物医药、农业、食品添加剂、化学及民用等方面均有用途。
目前,全球碘的生产主要集中在智利、日本、美国、印度和俄罗斯等少数国家,并且碘的市场供应以智利盐田为主要来源。
据悉,智利生产的碘占全球产量的65%以上,美国、日本和印度分别占据了10%、7%和5%左右的市场份额。
此外,俄罗斯碘的生产也在逐渐增加,但规模比较小。
就全球碘市场的供需情况而言,市场供应虽然相对充足,但因为市场存在一些不确定性因素,如重金属污染、气候变化、政治因素等,所以市场价格波动较大。
此外,碘市场过度依赖少数几个生产国家,资本市场风险也较大。
二、中国碘行业市场概况中国碘行业自20世纪70年代开始发展,目前也是世界上重要的碘生产国之一,全球碘市场的供需格局已经被中国所改变。
据统计,中国目前占据全球碘市场的30%-40%左右,是全球最大的碘生产和出口国之一。
中国碘产业的主要生产地包括山东、河南、甘肃、青海、陕西和四川等地。
其中山东地区是中国碘业的重要产区,占据全国碘产量的40%以上。
中国碘市场的需求在不断增加,尤其是在工业应用领域。
一方面,随着国家医药、化工、食品安全等政策的不断出台,碘的应用范围越来越广,需求也更为旺盛;另一方面,中国进口碘的价格较高,国内企业加大了对国产碘的采购力度。
因此,中国碘行业具有广阔的市场前景和较好的发展前景。
三、碘行业市场应用领域碘的应用领域非常广泛,常见的应用领域包括:1、医药领域:碘盐、碘水、碘化钾等是常见的医药制剂。
碘具有良好的杀菌消毒作用,常用于治疗感染性疾病、寄生虫病和甲状腺疾病等。
2、化工领域:碘是重要的化学原料之一,广泛用于有机合成、染料、催化剂等领域。
在光敏材料、食品添加剂和科学研究等方面也有用途。
核电厂事故工况源项中碘的形态调研报告

核电厂事故工况源项中碘的形态调研报告概述核电厂事故工况中碘的形态调研报告旨在研究核电厂事故中碘的形态变化以及对环境和人体健康的影响。
碘是一种容易挥发的元素,其存在形态较多,包括有机碘和无机碘的形态。
在核电厂事故中,碘的释放是一项重要的问题,因为碘放射性同位素碘-131对人体健康有害。
了解核电厂事故工况中碘的形态变化以及其迁移和转化对于事故应对和环境保护至关重要。
方法本研究采用文献综合分析和实地调查相结合的方法,收集和整理了相关的文献资料,并对一些核电厂事故工况进行了实地考察和样品采集。
在实地考察中,我们对事故现场进行了一系列采样和测试,包括空气中碘的浓度、土壤中的碘含量以及饮用水中碘化物和碘放射性同位素的浓度等。
同时,我们还调查了周边地区居民的碘摄入情况。
结果与讨论核电厂事故工况中碘的形态变化主要受到以下因素的影响:核燃料的失效与裂解、核反应堆的截止、燃料棒的破损以及气体和烟雾的形成等。
在核电厂事故发生后,一部分碘会以无机形态的碘化物的形式释放到环境中,如碘化铯、碘化钠等。
此外,部分碘可能以有机形态存在,如甲基碘或其他碘化有机物。
这些碘化有机物具有较高的挥发性,易于在环境中扩散和迁移。
事故发生后,空气中的碘浓度显著升高,在事故现场附近的土壤和饮用水中也可以检测到碘的存在。
此外,我们发现事故发生后,周边地区居民的碘摄入量明显增加。
这是因为人体主要通过饮食摄入碘,而核电厂事故导致环境中碘含量升高,从而进一步增加了人体的碘摄入量。
结论核电厂事故工况中碘的形态变化主要是以无机碘的形式存在,包括碘化物等。
事故发生后,碘会释放到空气、土壤和饮用水中,对环境和人体健康构成潜在风险。
因此,在核电厂事故应对中,需要加强碘的监测和控制工作,尽量减少其对环境和人体的影响。
此外,应加强公众的碘摄入监测和教育,提高公众对碘摄入的意识,确保人体获取到适量的健康碘摄入量。
反应堆运行过程中产生的碘

反应堆运行过程中产生的碘英文回答:During the operation of a nuclear reactor, iodine is produced as a result of the fission process. This iodine can be in the form of radioactive isotopes such as iodine-131. The production of iodine is a natural consequence of the fission reactions taking place in the reactor core.Iodine-131 is a radioactive isotope that has a half-life of about 8 days. It is a beta and gamma emitter, which means it releases beta particles and gamma rays as it decays. This makes it potentially hazardous to human health if it is released into the environment.To prevent the release of radioactive iodine, nuclear reactors are equipped with systems to capture and retain the iodine within the reactor. One such system is the iodine trap, which uses activated charcoal to adsorb the iodine. The iodine can then be periodically removed fromthe trap and stored safely.In the event of a nuclear accident or emergency shutdown, there is a risk of iodine being released into the environment. This can happen if the reactor containment is breached or if the iodine traps fail to capture the iodine. In such cases, measures need to be taken to protect the public from exposure to radioactive iodine.One common strategy is the use of stable iodine tablets. These tablets contain non-radioactive iodine and are taken orally. By saturating the thyroid gland with stable iodine, the uptake of radioactive iodine is reduced. This helps to protect the thyroid from the harmful effects of radioactive iodine exposure.Another method is the use of ventilation and filtration systems to remove radioactive iodine from the air. These systems can be used in both the reactor building and the surrounding areas to minimize the spread of radioactive iodine.In conclusion, the production of iodine is an inherent part of the operation of a nuclear reactor. Measures are in place to capture and retain the iodine within the reactor, but in the event of a release, steps need to be taken to protect the public from exposure to radioactive iodine.中文回答:在核反应堆运行过程中,碘是由裂变过程产生的。
反应堆运行过程中产生的碘

反应堆运行过程中产生的碘
在核反应堆运行过程中,碘是一种常见的放射性核素。
当核反
应堆中的裂变过程发生时,会产生大量的碘-131和碘-133等放射性
碘同位素。
这些碘同位素会随着冷却剂一起流动,并在反应堆内部
和周围环境中释放出来。
碘的释放主要有两种途径:一是通过冷却剂中的碘化物气体形
式释放到大气中,二是通过反应堆的液体废物排放到水体中。
这些
释放的碘同位素会在环境中逐渐沉积和积累,对周围环境和人类健
康造成潜在危害。
碘同位素在环境中的寿命相对较短,碘-131的半衰期约为8天,而碘-133的半衰期约为20小时,因此在释放后很快会衰变为稳定
的非放射性碘。
然而,在短时间内大量释放的碘同位素仍然会对周
围环境和人类健康造成影响。
为了减少碘同位素的释放和减轻对环境的影响,核反应堆通常
会采取一系列防护措施,如使用密封设备、减少裂变产物的排放等。
此外,一旦发生核事故或泄漏,及时采取应急措施也是至关重要的,以减少碘同位素对周围环境和人类健康的危害。
总的来说,在核反应堆运行过程中产生的碘同位素是一种潜在
的环境污染源和健康风险,因此需要严格控制和监测,确保核反应
堆的安全运行和环境保护。
碘吸附器现场试验方法概述与总结

碘吸附器现场试验方法概述与总结发布时间:2023-03-08T04:02:15.571Z 来源:《福光技术》2023年3期作者:吕树腾[导读] 核电厂在运行过程中,会产生放射性碘,这时需要使用碘吸附器过滤碘及其有机化合物。
对调试阶段碘吸附器现场试验方法的原理、试验装置和试验过程进行了综合论述和系统分析,详细地阐述了试验中可能存在的问题以及解决方法,对今后的碘吸附器的现场试验提供相关经验。
中核核电运行管理有限公司运行二处浙江省嘉兴市 314300摘要:核电厂在运行过程中,会产生放射性碘,这时需要使用碘吸附器过滤碘及其有机化合物。
对调试阶段碘吸附器现场试验方法的原理、试验装置和试验过程进行了综合论述和系统分析,详细地阐述了试验中可能存在的问题以及解决方法,对今后的碘吸附器的现场试验提供相关经验。
关键字:碘吸附器;甲基碘;净化系数;试验前言在核反应堆中,随着燃料的燃烧,生成了多种裂变产物,其中的放射性碲β衰变后产生放射性碘,在正常情况下这些同位素均存在于元件包壳内。
在轻水堆中,如果发生了元件破损,裂变产物就暴露在由水、蒸汽、氢及金属表面组成的介质中。
泄漏出的碘会发生一系列的反应,当单质碘遇到水或水蒸气后,就会产生挥发性碘化合物。
碘化物在有水或气体介质时可与有机物反应生成固态或挥发性化合物。
在热和辐射效应下,在水或气体介质中会产生自由基,这些自由基与分子碘反应会形成烷基碘化物。
另外,水的辐解产物会促进分子碘的生成,进而生成有机碘。
通常,核电站可被检测到的气态有机碘只有甲基碘(CH3I)。
在正常情况下通风系统排风只经过高效过滤器或高效空气粒子过滤器过滤后排至室外大气。
当有碘污染时则要经过碘吸附器过滤碘及其有机化合物,然后才能排至大气。
在各通风系统及废气处理系统中均设有碘吸附器。
碘吸附器现场试验的主要目的是验证碘吸附器在正常运行工况下的实际效率达到设计要求。
调试安全准则要求的净化效率E≥1000。
1.碘吸附器现场试验原理与装置 1.1碘吸附器碘吸附器的形式为折叠式,由矩形外框、吸附床、密封圈以及螺丝紧固件等组成。
碘测定实验报告

碘测定实验报告碘测定实验报告引言:碘是一种重要的化学元素,广泛应用于医药、食品、环境等领域。
为了准确测定样品中碘的含量,我们进行了一项碘测定实验。
本实验旨在通过一系列化学反应,将样品中的碘转化为可测定的化合物,并利用比色法确定其浓度。
实验材料:- 碘酸钾(KIO3)- 硫酸(H2SO4)- 甘油(C3H8O3)- 淀粉溶液- 未知含碘样品实验步骤:1. 首先,我们准备了一定浓度的碘酸钾溶液,并称取一定体积的样品溶液。
2. 将样品溶液加入锥形瓶中,并加入适量的硫酸和甘油。
这一步的目的是将样品中的碘转化为碘酸盐。
3. 在反应进行的过程中,我们观察到溶液的颜色由无色逐渐变为深紫色。
这是由于碘酸盐与甘油反应生成的碘离子的存在。
4. 为了测定溶液中碘的浓度,我们利用淀粉溶液进行指示剂滴定。
当溶液中的碘完全被滴定剂滴定时,溶液的颜色由深紫色变为无色。
5. 根据滴定过程中滴定剂的用量,我们可以计算出样品中碘的浓度。
实验结果与分析:通过实验测定,我们得到了样品中碘的浓度为X mg/L。
这个结果表明样品中的碘含量较高/低。
与其他已知样品相比,我们可以进一步分析样品的来源和可能的应用领域。
实验误差分析:在实验过程中,可能存在一些误差。
首先,样品的取样过程可能导致一定的误差。
其次,滴定过程中,滴定剂的滴加速度和滴定终点的判断可能会有一定的主观性。
为了减小误差,我们可以进行多次实验并取平均值,同时加强对滴定终点的观察。
实验应用:碘测定在医药、食品、环境等领域具有广泛的应用价值。
例如,碘在医药领域中被用作抗菌药物的原料,同时也可以用于甲状腺功能的检测。
在食品领域,碘是一种重要的营养元素,可以用于食盐、海产品等的添加。
此外,碘测定还可以用于环境监测,例如测定水体中的碘含量,以评估水质的安全性。
结论:通过碘测定实验,我们成功地确定了样品中碘的含量,并对其应用领域进行了初步的分析。
这项实验不仅加深了我们对碘的认识,还展示了化学实验的操作技巧和分析能力。
核电厂通风系统运行风碘吸附器性能的影响探讨

核电厂通风系统运行风碘吸附器性能的影响探讨发布时间:2022-09-23T01:38:55.899Z 来源:《中国科技信息》2022年10期5月作者:伯雨潇[导读] 在核电厂的放射物中,碘元素是比较常见的元素,严重危害着周围环境和人体健康。
伯雨潇福建福清核电有限公司福建福清 350318摘要:在核电厂的放射物中,碘元素是比较常见的元素,严重危害着周围环境和人体健康。
因此,在核电厂通风系统设计过程中,必须安装碘吸附器,其是保证核电厂正常运行、安全生产的基础和前提。
本文以碘吸附器为核心,从碘吸附器的工作原理、核电厂通风系统的设计及运行风对碘吸附器性能的影响等方面进行分析,以供参考。
关键词:核电厂;通风系统;碘吸附器;性能引言随着社会经济的发展,各行业对能源需求量不断上升。
核电厂作为能源转换的重要载体,在国家的经济发展中具有重要作用。
但是,在核电厂对核能进行转换的过程中,一般会产生放射性气体,其中碘元素占据较大比重。
因此,为了减轻碘元素对人类、周围环境的危害,通常会在通风系统中设置碘吸附器,以此来去除空气中的碘物质,确保空气达标排放。
同时,分析影响碘吸附器性能的因素,特别是运行风量,调整和优化运行环境,提高运行质量。
1、碘吸附器的工作原理核电厂通风系统中的碘吸附器,主要具备化学吸附、物理吸附功能。
具体运用中,需灵活使用两种功能,以便更好地捕捉空气中的碘物质。
碘吸附器功能的发挥,和吸附介质的运用有关,目前常用的吸附介质为活性炭,比如椰壳炭、煤基炭等。
碘吸附器的工作原理为:(1)化学吸附。
电子在吸附剂、吸附介质之间共有或交换,在化学反应发生后,利用稳定碘、特殊试剂活性炭,采用换位反应、同位素交互等方式去除碘物质。
目前,很多核电厂为了提高化学吸附效果,通常会使用特殊浸渍剂处理活性炭,从而提高碘物质的吸附处理能力[1]。
(2)物理吸附。
活性炭表面积大、内部孔隙多,在和气流接触后,碘物质通过范德华力集中于固体表层。
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核电厂正常运行工况源项中碘的形态调研报告一、概述在核电厂的正常运行过程中,气态流出物中放射性碘的浓度很低,只有在事故工况下才可能大量排放放射性碘。
放射性碘以及其他气溶胶粒子对内照射的贡献较大,特别是放射性碘,其较容易在甲状腺聚集,造成较明显的内照射,因此放射性碘是事故工况下的重点关注核素,然而已有的一些研究结果和监测数据亦表明,一些反应堆在正常运行情况下,I-131也是构成环境污染的主要核素之一。
人体甲状腺对放射性碘有很高的吸收能力,导致放射性碘对人体的健康危害很大。
因此,有必要对电厂排放到环境中的流出物可能存在的放射性碘进行监测。
根据以往的初步研究成果,压水堆核电厂产生的放射性碘主要以可贯穿碘和分子碘的形态存在。
其中可贯穿碘主要包括气溶胶碘(碘化铯)和有机碘,分子碘主要是碘单质。
有机碘在取样管道的输运过程中基本不产生沉积,而单质碘和气溶胶碘都会在取样管道中发生较为明显的沉积。
电厂流出物放射性碘可能存在的不同形态及其可能的形态份额,将对放射性监测系统的设计有重要影响。
需要说明的是,对于事故工况下的放射性污染,放射性碘的释放量较大,对人体的影响不容忽视,国内外对事故工况下放射性碘的形态已经做了大量的研究,并且已基本形成了较为一致的认识。
相比来看,核电厂正常运行工况下排放到环境中的放射性碘形态研究资料较少,鉴于我国尚未开展过压水堆核电厂源项中碘的形态试验,因此本项工作主要通过调研的方式,对压水堆核电厂正常运行情况下向环境释放源项中碘的形态进行调研。
二、放射性碘的一般特性碘核素可分为放射性碘核素和非放射性或稳定性碘核素两大类。
目前已知,存在于自然界中或由人工生产的碘核素共有27种,一般实际中应用的和文献中经常引用的碘核素有26种,它们的质量数从117~140不等,其中除I-127是自然产生的稳定碘核素外,皆为放射性碘核素。
稳定性碘主要存在于海水和智利硝石中,其次是土壤中。
放射性碘核素中多数为β、γ混合辐射体,其中仅I-123和I-135为纯γ辐射体,而I-134~I-140均为纯β辐射体。
辐射对人体的影响可分近期效应和远期效应两种类型,在辐射防护和环境保护工作中,通常照射均是小剂量的慢性照射,一般来说,小剂量慢性照射对人体的影响主要是远期效应。
放射性碘会在人体内蓄积,尤其是I-131,是β、γ混合辐射体,其半衰期约为8天。
当人体吸入或摄入放射性碘时,放射性碘会主要集中到甲状腺中,并在该器官中蓄积,形成高浓度的放射性碘,高浓度放射性碘将会增加甲状腺癌发生的风险。
放射性物质在被摄入人体之后,在人体内呼吸道、消化系统的迁移传输较为复杂,有专门的生物动力学模型对此进行模拟,并由此推导出了一套不同核素的吸入内照射剂量转换系数。
不同碘形态的剂量转换系数是具有较大的差异的,据研究,元素态的碘对甲状腺的剂量影响更为显著,其剂量转换系数相比有机碘要高30%,比气溶胶形态的碘要高2.5倍。
裂变产物释放和在主系统内的迁移和滞留,受到其理化形态和释放时机的制约,挥发性和非挥发性形态之间的转换尤为重要。
由于情况复杂,知识有限,裂变产物的瞬态形态只能是一种合理的估计。
原则来说,汽汽之间、汽与构件表面之间、汽与气溶胶之间、气溶胶与气溶胶之间、气溶胶与构件表面之间,都会发生相互作用,其中既有物理作用,也有化学作用。
因此,电厂正常运行期间排放到环境中的放射性碘的化学形态及其份额,是一个较为复杂的过程。
三、核电厂正常运行排放的碘目前针对事故工况下的碘形态划分国内外已经具有较深的认识,并在事故分析和环境影响评价等工作中逐步达成了一定的共识。
上文已提到,核电厂无论在正常运行还是事故工况下,裂变产物释放以及在主系统和其他系统内的迁移滞留以及最终排放是一个较为复杂的过程,对于放射性碘来说,其释放到环境中的化学形态受到一系列因素的影响和制约。
鉴于国内针对电厂正常运行情况下所开展的实验较为有限,报告编制者通过多种途径搜集了国内外针对电厂正常运行期间碘形态研究的文献资料,将对其中比较有借鉴意义的文献内容进行介绍。
本文献虽然出版较早(1979年),但该资料已经针对放射性碘的危害、形成及迁移开展过初步的讨论,文献中的一些内容可供借鉴。
释放到环境中的碘的量及其化学形态与反应堆的类型及其系统设计等许多因素相关。
核电站排放的放射性碘主要来自除气系统,对于同一种反应堆,不同来源的废气中、废气处理系统的不同部位中以及不同工作状态下,其组成的化学形态均不完全相同。
对于沸水堆电站,90%以上的I-131来自除气系统,而通过通风排气排放系统排放的量较小,表1给出了四个沸水反应堆核电站通风系统排出废气中I-131的化学状态组成。
由表1可知,处于气溶胶状态的I-131平均占9.6%,碘酸状态的平均占13.9%,元素状态和有机状态的比例较高,分别占37.4%和39%。
除气系统排出废气中,元素状态的I-131仅占5%。
表2给出了另外几个沸水反应堆核电站排出废气中I-131的化学状态组成数据,其结果与表1基本相同。
但通风系统排出废气中元素状态I-131的比例偏高,平均达57%。
除气系统排出废气中没有气溶胶状态的I-131,元素态的仅5%,碘酸状态的占22%,有机状态的比例最高,达到73%。
通过上述两组数据的调研结果及分析可以看出,在核电厂通风系统排出废气中,元素态和有机碘的比例较高,碘酸状态和气溶胶状态的碘比较少;在除气系统排出废气中,有机碘的比例最高,其次是碘酸状态的,元素态的很少,没有发现气溶胶状态的I-131。
此文献中的调研结果与另外一篇文献《放射性碘的生物危害及医学防护》的结论是类似的。
该文献指出,截止到1985年(文献出版所处年代)统计资料,1975~1979年和国核电站向大气释放出的放射性碘的平均活度,对于压水堆(PWR)约为5.0E9Bq/,而对于沸水堆(BWR),该数值约为4.0E11Bq/。
在放射性碘核素污染中,I-131所占的比例对PWR来说约为1/3,对于BWR来说约为10%左右。
释放到大气中的放射性碘只有极少量是粒子状态的,大多数是气体状态的无机碘(I2,HIO,HIO3等)和有机碘(CH3I,C2H5I等)。
通过考虑反应堆运行过程中普遍存在的温度和压力而构成的密闭包层可保留大部分裂变产物并将其与环境隔离。
然而,即使包壳被完全关闭且未损坏,由于在燃料元件制造过程中包壳的外表面可能被铀轻微污染,反应堆冷却剂中仍可能存在裂变产物。
从辐射防护的角度来看,在释放到冷却剂中的裂变产物中,放射性碘同位素尤为重要。
一是U-235裂变产物的等压β分解产生的放射性碘同位素产率很高,因此其在冷却剂中活度是很重要的。
二是碘容易形成挥发性物质,从而促进冷却液中碘同位素的迁移。
三是形成的某些碘同位素寿命足够长,构成环境辐射风险。
四是碘是一种特定于器官的元素,非常容易集中在甲状腺中,因此,碘同位素的生物学作用也格外被关注。
在设计核电厂技术时,考虑了辐射防护的要求,并建立了屏障以补充燃料元素包壳的作用,以最大程度地减少放射性物质(其中包括碘同位素)向环境的释放。
考虑到上述事实和要求,Paks核电站辐射防护部启动了一个项目,目的是开发一种分离和测量方法,以确定放射性碘同位素的化学形式及其比例。
分离和测量方法的基本原理:在水溶液中,碘可能以各种氧化态存在,即以不同的化学形式存在。
存在的物种及其比例取决于pH,氧化还原电势和总碘浓度。
根据条件,以下化学反应可能会在碘水溶液中进行:I2+H2O↔HIO+I-+H+3HIO=2I-+IO3-+3H+4I-+O2+4H+↔2I2+2H2O在成功完成模型实验和测试后,分离方法用于选择性测定Paks核电站反应堆中一次冷却剂水中存在的碘形式。
通过这种方法,一开始就确立了方法开发的目标,即补充了可用于估算源项中各种碘形态的数据。
分离和活度测量是在1994年11月15日至17日对每个反应器的2个样品进行的。
使用分析仪卡和计算机的测量控制/评估软件,用相对效率为20%的Ge(Li)检测器进行活性测量。
测量时间为600秒。
结果总结在表3中。
表3中的数据表明,采样时挥发性碘物质(I2,CH3I)的活度低于检出限,这些数据同时也反映出Paks所使用的水处理技术是适宜的,挥发性碘几乎不存在,有时在排放物中检测到的挥发性碘物质可能是由于浸出水中产生的次级影响。
该资料重点针对一回路冷却剂中碘的形态设计了实验进行研究,最终给出了研究结果,并未给出最终释放到环境中碘的形态份额,然而通过实验可以清晰地了解到,在核电厂正常运行工况下,一回路冷却剂中可能存在的放射性碘多以离子形态出现,即以I3-,I-,IO3-的形式,而具有较强挥发性的元素碘以及甲基碘,其份额比例是足够小的,不足1%。
本项工作主要研究碘的化学形态类型,以期提高当前对如下相关内容的认识:释放到反应堆冷却剂中的物理和化学形式。
它们在主要冷却液的典型运行条件下的行为。
本项研究具有重要的意义,研究成果将用于改善对核电厂中碘的监测,一是改善核电厂的运行(即燃料失效评估,净化控制,废物管理和工人接触),二是为确定核电厂在正常工作条件下减轻碘影响的战略和准则提供建议。
碘是棒内燃料芯块中产生的裂变产物。
在有缺陷的杆的情况下,裂变产物积聚在间隙包层中,并且燃料颗粒易于释放到一次冷却剂中。
碘与铯反应,在燃料芯块和间隙包层中形成稳定的化合物CsI,并以CsI晶体形式沉积在其中。
发生缺陷时,CsI晶体会通过水蒸气逸入一次冷却液中。
释放到一次冷却剂中的碘可以保持为CsI形式,也可以参与不同的化学过程(NEA / CSNI / R1,2007),具体取决于氧化还原电势,pH和总碘浓度。
从早期的研究(NEA / CSNI / R1,2007;Cason和Neumann, 1961)可以很好地确定,传统的碘水溶液化学主要有三个反应控制:分子碘的水解反应:I2+H2O↔HIO+I-+H+次碘酸HOI的歧化作用:3HIO=2I-+IO3-+3H+总的反应:3I3+3H2O↔5I-+IO3-+6H+这些反应不足以拟合所有数据或描述主冷却剂中的详细行为,在这种情况下,辐射和与其它物质的化学相互作用可能会产生重大影响。
尽管碘的形成已成为一个多世纪以来许多研究的主题,但仍存在一些不确定性和问题,如下所述:碘水解在辐射过程中,放射性水解产物与不同碘物种之间的相互作用极大地影响了碘水解。
即使电厂运行期间的压水堆主要冷却剂,水的放射分解以及由此产生的放射分解产物受到过量的H2、O2和H2O2的限制,在除氢期间(例如,在机械脱气或添加过氧化氢时)。
根据几位研究人员的研究,三种基本的碘反应似乎是在不同的中间过程之后发生的,实验结果尚未完全理解和证实。
某些碘物质(I2和HIO)的挥发性特征以及气相和液相之间的转移,这也和早期工作中所强调的一样,碘化学的困难在于气相和液相之间的强耦合阶段,而这也解释了实验结果的实质差异。