مدل‌سازي فرآيند راديوليز گاما در راكتورهاي هسته‌اي آب سبك و آب سنگين

در رآكتورهاي خنك‌كننده و كندكننده آبي در طول عمليات عادي، راديوليز منبع توليد هيدروژن، دوتريم و اكسيژن و هيدروژن(دوتريم) پراكسايد است. مدل‌سازي پديده راديوليز از ديدگاه ايمني براي پيش‌بيني توليد تركيبات خورنده يا قابل‌ انفجار مهم است. در اين مطالعه مدل راديوليز گاما براي آب سبك و آب سنگين توسعه داده شد و ode15s به‌عنوان حلگر مناسب مدل انتخاب شد. نتايج اعتبار سنجي مدل توسعه داده‌شده خطاي كمتر از 5% را نشان مي‌دهد. اثر دوز جذبي در محدوده 5/0 تا  100، دما ( در محدوده 20 تا oC 70) و هم‌چنين اثر غلظت اوليه هيدروژن(دوتريم) (در محدوده صفر تا ppb 50) براي آب سبك و آب سنگين مورد بررسي قرار گرفت. نتايج نشان داد كه راديوليز گاما بر آب سبك نسبت به آب سنگين اثرات بيشتري دارد و نرخ تغييرات غلظت تركيبات اكسنده اكسيژن و هيدروژن(دوتريم) پراكسايد كمتر از نرخ تغييرات غلظت هيدروژن (دوتريم) است. بيشترين تفاوت بين غلظت نهايي هيدروژن و دوتريم در دوز جذبي Gy/S 10 مي‌باشد كه غلظت هيدروژن توليدي 5/3 برابر بيشتر از دوتريم توليدي ناشي از راديوليز است. با افزايش دما از 20 تا oC 70 ، مقدار غلظت تركيبات توليدي پايدار از راديوليز به ميزان حداكثر 70% در مورد هيدروژن و حداكثر 50% در مورد دوتريم كاهش مي‌يابد. با افرايش غلظت هيدروژن (دوتريم) اوليه همواره غلظت اجزاي اكسنده (اكسيژن، هيدروژن(/دوتريم) پراكسايد) كاهش مي‌يابد. اما نمودار هيدروژن (دوتريم) توليدي داراي يك حد بهينه (ppb 20 در مورد هيدروژن و ppb 10 در مورد دوتريم مي‌باشد. بنابراين با كنترل ميزان دوز جذبي، دما و غلظت اوليه هيدروژن بر روي مقدار بهينه مي‌توان از خوردگي ناشي از توليد اكسيدكننده‌ها و هم‌چنين انفجار هيدروژن (دوتريم) جلوگيري كرد.