Đánh giá khả năng bắt giữ Iodine của bể nước trong điều kiện sự cố nặng

Wednesday, 05/05/2021, 00:00

       Trong lĩnh vực nghiên cứu về tai nạn nghiêm trọng trong nhà máy điện hạt nhân, hầu hết các nghiên cứu về nguồn phóng xạ đều tập trung vào việc đánh giá khả năng phát tán phóng xạ ra ngoài môi trường. Liên quan đến biểu hiện của iodine trong nhà lò phản ứng, Ủy ban Năng lượng Hoa Kỳ thông qua tài liệu NUREG-1465 đã có kết luận rằng, dạng hóa học của iodine xâm nhập vào nhà lò phản ứng từ hệ thống chất làm mát bao gồm ít nhất 95% CsI (dạng aerosol) và không quá 5% (I + HI) (dạng khí) rò rỉ ra nhà lò phản ứng.  Tuy nhiên, trong điều kiện ngẫu nhiên, các phân tử I- không bay hơi ban đầu được hòa tan trong bể chứa sẽ bị oxy hóa bởi các quá trình phóng xạ và cuối cùng tạo thành các iốt phân tử dễ bay hơi. Hay ngược lại các phân tử iốt trong pha nước cũng có thể tiếp tục bị oxy hóa thành các oxit iốt không bay hơi hoặc bị khử bởi quá trình nhiệt phóng xạ để trở về trạng thái ban đầu của nó. Điều đó chứng minh rằng hoạt động hóa học của các hợp chất iốt trong nước là rất quan trọng để đánh giá sự giải phóng của iốt ra ngoài môi trường trong quá trình tiến triển của tai nạn quan trọng.
       IRIS code (Iodine Retention In Solution) là phần mềm được nhóm nghiên cứu xây dựng dựa trên SPARC code đã có, nhằm đánh giá khả năng bắt giữ iốt trong bể chứa hệ FCVS (là hệ thống quản lý tai nạn được thiết kế để giảm thiểu việc giải phóng các sản phẩm phân hạch khi giải phóng áp lực của tòa nhà ngăn chặn trong trường hợp xảy ra sự cố nghiêm trọng) thông qua xác định hệ số khử iốt DF, được định nghĩa là tỷ số giữ lượng iốt vào/ra trong bể. IRIScode bao gồm các mô hình khuyếch tán và vận chuyển khối lượng, quá trình động học, các quá trình phản ứng hóa học, hay quá trình tương tác giữa gốc tự do được sinh ra bởi phóng xạ và các các iốt phân tử dễ bay hơi.

Hình ảnh: phần mềm IRIS code

       Hệ thực nghiệm ESPANA đã được lựa chọn để tính toán và kiểm chứng sự phụ thuộc của DF đối với các thông số khác nhau của hệ bằng IRIS code. Các giá trị DF được tính từ IRIS và SPARC code cho thấy, chúng khác nhau từ một đến hai bậc về độ lớn, cụ thể là giá trị DFs tính được từ IRIS code là thấp hơn so với SPARC code. Tuy nhiên, chúng lại có xu hướng thay đổi giống nhau. Sự khác biệt này được giải thích là, IRIS code tính toán tập trung ở vùng, nơi có sự khuếch tán của iốt phân tử trong các bong bóng nhỏ vào pha nước và các phản ứng của iốt với nước và/hoặc các sản phẩm từ nước chiếu xạ do sự bắt giữ iodine ở vùng này là chiếm ưu thế, trong khi đó quá trình này lại không được tính đến trong SPARC code.

       Ý nghĩa của nghiên cứu này là cần thiết nhằm dự đoán mức độ giải phóng iốt trong các môi trường khác nhau cũng như trong các điều kiện mà nó sẽ bị ngưng tụ, phản ứng hoặc tồn tại ở trạng thái hơi. Để từ đó có thể đưa ra những phán đoán nhằm hạn chế sự phát tán phóng xạ iốt ra ngoài môi trường.

       Trên đây cũng là kết quả nghiên cứu trong luận án tiến sỹ “An Evaluation of Volatile Iodine in a Pool under Severe Accident Condition” của TS. Nguyễn Thị Thanh Thủy, nghiên cứu viên trung tâm Năng lượng hạt nhân được thực hiện tại Viện Nguyên Tử Hạt Nhân (KAERI), Hàn Quốc.

         TS. Nguyễn Thị Thanh Thủy

Viện Khoa học và Kỹ thuật hạt nhân

Lượt xem: 372