МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ПОГЛОЩЕНИЯ ИЗОТОПОВ ВОДОРОДА В СОРБЦИОННЫХ ЭКСПЕРИМЕНТАХ

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.

1. 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.

2. 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.

3. 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.

4. 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.

5. Горицкий, В.М. Диагностика металлов / В.М. Горицкий. – М.: Металлургиздат, 2004. – 412 c.

6. Арчаков, Ю.И. Водородная коррозия стали / Ю.И. Арчаков. – М.: Металлургия, 1985. – 512 с.

7. Cranck, J. The Mathematics of Diffusion / J. Cranck. – Oxford University Press, 1980. – 424 p.

8. Бекман И.Н. Математика диффузии Учебное пособие. – М.: ОнтоПринт, 2016. – 400 с.

9. 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.