通过60Co评估某电厂蒸汽发生器传热管一次侧减薄速率

□刘志远

一、引言

传热管材料减薄是影响核电厂安全可靠经济高效运行的重要隐患，而其减薄的现象是无法避免的。某电厂在一回路的在役设备检查中，并无法对材料在μm级以下的减薄速率进行评估，但充分了解燃料循环周期的材料减薄速率对于评估电站材料水化学环境、探讨超期服役可行性具有深远的意义。当前研究核电厂材料减薄问题的方向中，尚没有根据通过腐蚀活化产物活度的方法来对一回路金属材料的减薄速率进行定量评估。

二、60Co评估SG传热管一次侧减薄速率的分析与探讨

(一)计算的前提与假设。稳定核素59Co俘获中子生成感生放射性核素60Co，中子通量的大小直接影响60Co的生成率，而堆内的中子通量要比堆外周围空间的通量大一百亿倍以上[1]，因此只有被一回路冷却剂携带至堆芯的腐蚀的59Co才能够被活化产生60Co，离开堆芯后的59Co不会被活化。研究数据表明，60Co半衰期为5.26年，核电站一回路管道与设备的内外部氧化膜中60Co的平衡建立也需要5年以上[2]。假设冷却剂中的腐蚀产物的沉淀-溶解、金属内部氧化膜与外部沉积层到溶液中的溶解-沉积-侵蚀-结晶为动态平衡，即外部沉积层溶解多少量，金属就要进一步形成新的平衡，所以将所得的60Co释放量归为金属的腐蚀量,腐蚀产物在一回路的状态转变如图1所示。净化系统去除掉的腐蚀产物不再返回冷却剂；在堆功率、水化学控制参数维持平衡的条件下，从经过净化系统后腐蚀产物的平衡浓度到下一次取样前的变化速率忽略不计。……