Э.А. Карфидов, Е.В. Никитина, К.Е. Селиверстов, П.Н. Мушников, К.Р. Каримов.
АННОТАЦИЯ
При переработке отработавшего ядерного топлива (ОЯТ) предполагается использовать расплав LiCl-KCl (0.49 : 0.51) в инертной атмосфере. Все металлические материалы в данном солевом расплаве крайне подвержены коррозии, к тому же в процессе переработки ОЯТ как жидкая фаза (расплав), так и газовая, насыщаются продуктами распада, которые могут выступать в качестве дополнительных окислителей, усиливая агрессивность среды. В пирохимическую технологию ОЯТ включены операции, такие как мягкое хлорирование, электрорафинирование и металлизация, подразумевающие наличие в расплаве соединений хлоридов редкоземельных металлов (РЗМ) лантана, церия и неодима, а также хлоридов урана (III, IV).
В данной работе было исследовано коррозионное поведение стали 12Х18Н10Т в расплаве LiCl-KCl, содержащем добавки NdCl3, CeCl3, LaCl3, UCl3 и UCl4 до 2 мас. %. Коррозионные испытания длительностью 100 часов были выполнены при температуре 500 оС в инертной атмосфере аргона.
Было установлено, что наличие хлоридов РЗМ значительно снижает деградацию исследуемой стали. Добавление (РЗМ)Cl3 проводит к формированию на поверхности образцов соединения (РЗМ)OCl, толщина и сплошность которых увеличивается в следующем ряду: LaCl3 < NdCl3 < CeCl3. Формирование подобного соединения приводит к торможению коррозионного процесса стали 12Х18Н10Т за счет солевой пассивации поверхности.
Добавление в расплав UF4 вызывает значительную коррозию стали 12Х18Н10Т межкристаллитного типа. Введение в расплав UF3 приводит к снижению скорости коррозии, что связано с преимущественным взаимодействием трехвалентного хлорида урана с содержащимся в расплаве растворенным молекулярным кислородом, и формированию на поверхности образцов нестехиометрического соединения с кристаллохимической формулой U3O7 по данным микрорентгеноспектрального анализа.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: коррозия, хлориды щелочных металлов, отработавшее ядерное топливо
DOI: 10.31857/S0235010623040035
EDN: XFTQCA