nucВестник НЯЦ РКNNC RK Bulletin1729-75161729-7885Национальный ядерный центр Республики Казахстан10.52676/1729-7885-2018-3-107-110nuc-109Research ArticleСтатьиМОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ПОГЛОЩЕНИЯ ИЗОТОПОВ ВОДОРОДА В СОРБЦИОННЫХ ЭКСПЕРИМЕНТАХSIMULATION OF THE PROCESSES OF HYDROGEN ISOTOPES ABSORPTION IN SORPTION EXPERIMENTSКульсартовТ. В.KulsartovT.

Алматы

Almaty

ЗаурбековаЖ. А.ZaurbekovaZh.

Алматы;

Курчатов

Almaty;

Kurchatov

ЧихрайЕ. В.ChikhrayYe.

Алматы

Almaty

АО «Казахстанско-Британский технический университет»КазахстанJSC “Kazakhstan-Britain Technical University”KazakhstanАО «Казахстанско-Британский технический университет»; Филиал «Институт атомной энергии» РГП НЯЦ РККазахстанJSC “Kazakhstan-Britain Technical University”; Branch “Institute of Atomic Energy” RSE NNC RKKazakhstan20183009201803107110Copyright © Кульсартов Т.В., Заурбекова Ж.А., Чихрай Е.В., 20182018Кульсартов Т.В., Заурбекова Ж.А., Чихрай Е.В.Kulsartov T., Zaurbekova Z., Chikhray Y.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://journals.nnc.kz/jour/article/view/109

В настоящей статье приведена модель, позволяющая описать процесс поглощения изотопов водорода исследуемым образцом при следующих условиях: тонкий образец с известными геометрическими размерами насыщается из газовой фазы изотопами водорода при исследуемой температуре в камере известного объема и начальномдавлении изотопов водорода в камере. С помощью разработанной модели удалось отлично описать экспериментальные результаты по поглощению трехкомпонентной смеси изотопов водорода и определить параметры взаимодействия изотопов водорода с ванадиевым сплавом V4Cr4Ti. В частности были определены константа растворимости и коэффициент диффузии изотопов водорода в сплаве, а также параметры их аррениусовской зависимости.В дальнейшем предложенная модель может быть использована для моделирования процессов накопления водорода в установках ядерных реакторов (ЯР), термоядерных реакторов (ТЯР) и нефтехимических производств.

This paper presents a model that allows to describe the absorption of hydrogen isotopes by the investigated sample under the following conditions: a thin sample with known geometric dimensions is saturated from the gas phase with hydrogen isotopes at the given temperature in a chamber of known volume and the initial hydrogen isotope pressure in the chamber. Using the developed model, it was possible to describe perfectly the experimental results on the absorption of a three-component mixture of hydrogen isotopes and to determine the interaction parameters of hydrogen isotopes with vanadium V4Cr4Ti alloy. In particular, the solubility constant and the diffusion coefficient of hydrogen isotopes in the alloy were determined, as well as the parameters of their Arrhenius dependences. In the future, the proposed model can be used to simulate the processes of hydrogen storage in nuclear reactor facilities (NR), thermonuclear reactors (TNR) and petrochemical industries.

Работа выполнена в рамках программно-целевого финансирования по научным, научно-техническим программам на 2018–2020 годы (номер программы BR05236800) Министерства образования и науки Республики Казахстан.ReferencesСубботин, М.Л. Обзор состояния исследований демонстрационных термоядерных реакторов в мире / М.Л. Субботин, Д.К. Курбатов, Е.А. Филимонова // Вопросы атомной науки и техники. Сер. Термоядерный синтез. – 2010. – № 3. – С. 55–74.Субботин, М.Л. Обзор состояния исследований демонстрационных термоядерных реакторов в мире / М.Л. Субботин, Д.К. Курбатов, Е.А. Филимонова // Вопросы атомной науки и техники. Сер. Термоядерный синтез. – 2010. – № 3. – С. 55–74.Иванова, C.B. Наводороживание циркониевых изделий в процессе изготовления и эксплуатации фактор, ограничивающий ресурс их работы в реакторах ВВЭР и РБМК / C.B. Иванова, A.K. Шиков, O.B. Бочаров // Металловедение и термическая обработка металлов. – 2003. – № 8.– С. 40–47.Иванова, C.B. Наводороживание циркониевых изделий в процессе изготовления и эксплуатации фактор, ограничивающий ресурс их работы в реакторах ВВЭР и РБМК / C.B. Иванова, A.K. Шиков, O.B. Бочаров // Металловедение и термическая обработка металлов. – 2003. – № 8.– С. 40–47.Шмаков, А.А. Теоретическое исследование кинетики гидридного растрескивания в сплавах циркония / А.А. Шмаков, Б.А. Калин, А.Г. Иолтуховский // Металловедение и термическая обработка металлов. – 2003.– № 8. – С. 35–40.Шмаков, А.А. Теоретическое исследование кинетики гидридного растрескивания в сплавах циркония / А.А. Шмаков, Б.А. Калин, А.Г. Иолтуховский // Металловедение и термическая обработка металлов. – 2003.– № 8. – С. 35–40.Афанасьева, Е.Ю. Моделирование гидридного разрушения твэлов в водоохлаждаемых реакторах / Е.Ю. Афанасьева, И.А. Евдокимов, В.В. Лиханский, А.А. Сорокин, О.В. Хоружий // Вопросы атомной науки и техники. Сер. Материаловедение и новые материалы. – 2004. – № 2. – С. 225–233.Афанасьева, Е.Ю. Моделирование гидридного разрушения твэлов в водоохлаждаемых реакторах / Е.Ю. Афанасьева, И.А. Евдокимов, В.В. Лиханский, А.А. Сорокин, О.В. Хоружий // Вопросы атомной науки и техники. Сер. Материаловедение и новые материалы. – 2004. – № 2. – С. 225–233.Горицкий, В.М. Диагностика металлов / В.М. Горицкий. – М.: Металлургиздат, 2004. – 412 c.Горицкий, В.М. Диагностика металлов / В.М. Горицкий. – М.: Металлургиздат, 2004. – 412 c.Арчаков, Ю.И. Водородная коррозия стали / Ю.И. Арчаков. – М.: Металлургия, 1985. – 512 с.Арчаков, Ю.И. Водородная коррозия стали / Ю.И. Арчаков. – М.: Металлургия, 1985. – 512 с.Cranck, J. The Mathematics of Diffusion / J. Cranck. – Oxford University Press, 1980. – 424 p.Cranck, J. The Mathematics of Diffusion / J. Cranck. – Oxford University Press, 1980. – 424 p.Бекман И.Н. Математика диффузии Учебное пособие. – М.: ОнтоПринт, 2016. – 400 с.Бекман И.Н. Математика диффузии Учебное пособие. – М.: ОнтоПринт, 2016. – 400 с.Kulsartov, T. Early evaluation of hydrogen isotopes separation by V4Cr4Ti-based sorbents at low temperatures / T. Kulsartov, V. Shestakov, Ye. Chikhray, I. Kenzhina, S. Askerbekov, Yu. Gordienko, Yu. Ponkratov, Zh. Zaurbekova // Fusion Engineering and Design. – Vol. 113. – 2016. – P. 303–307.Kulsartov, T. Early evaluation of hydrogen isotopes separation by V4Cr4Ti-based sorbents at low temperatures / T. Kulsartov, V. Shestakov, Ye. Chikhray, I. Kenzhina, S. Askerbekov, Yu. Gordienko, Yu. Ponkratov, Zh. Zaurbekova // Fusion Engineering and Design. – Vol. 113. – 2016. – P. 303–307.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.