Modeling of the Composition of the Gas Phase Over Uranium–Plutonium Mononitride Containing Oxygen Impurities and Fission Products

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The composition of the gas phase over uranium–plutonium nitride U0.8Pu0.2N0.99500.005 containing oxygen impurities and fission products after fast neutron irradiation to a burnup of 13.6% heavy atoms (h.a.) was subjected to a thermodynamic analysis in the temperature interval 900–2000 K. In this interval, the accumulation of fission products in the fuel leads to the formation of a multicomponent gas phase containing the following main elements and compounds: fuel (Pu, PuO, PuN, U, UO, UN), highly volatile (Cs, N2, Ba, Sr, CsI, BaI, SrI, I), volatile (Te, Pd, BaO, NdO, LaO, SrO, CeO), low-volatile metallic (Nd, Mo, Y, Tc, La, Ce, Zr), and low-volatile nitrides (NdN, LaN, CeN, YN, ZrN). The partial pressures of these components of the gas phase over U0.8Pu0.2N0.99500.005 at the 13.6% burnup as functions of temperature were calculated.

About the authors

G. S. Bulatov

Frumkin Institute of Physical Chemistry and Electrochemistry, Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: bulatov@ipc.rssi.ru
Leninskii pr. 31, korp. 4, Moscow, 119071 Russia

K. E. German

Frumkin Institute of Physical Chemistry and Electrochemistry, Russian Academy of Sciences

Email: guerman_k@mail.ru
Leninskii pr. 31, korp. 4, Moscow, 119071 Russia

References

  1. Драгунов Ю.Г., Лемехов В.В., Смирнов В.С., Чернецов Н.Г. // Атом. энергия. 2012. Т. 113. Вып. 1. С. 58–64.
  2. Троянов В.М., Грачев А.Ф., Забудько Л.М., Скупов М.В. // Атом. энергия. 2014. Т. 117. Вып. 2. С. 69–75.
  3. Киселев Г. В. // Атом. техника за рубежом. 2001. № 7. С. 11–16.
  4. Thetford R., Mignanelli M. // J. Nucl. Mater. 2003. Vol. 320. P. 44–53.
  5. Булатов Г.С., Гедговд К.Н., Любимов Д.Ю. // Материаловедение. 2005. № 6. С. 43–49.
  6. Булатов Г.С., Гедговд К.Н., Любимов Д.Ю. // Материаловедение. 2010. № 9. С. 2–7.
  7. Arai Y., Morihira M., Ohmichi T. // J. Nucl. Mater. 1993. Vol. 202. Р. 70–78.
  8. Кузин М.А., Абрамов C.В., Грачёв А.Ф., Жеребцов А.А., Никитин О.Н., Кузьмин С.В. // Сб. тр. АО “ГНЦ НИИАР”. 2022. Вып. 1. С. 26–30.
  9. Jaques B.J., Watkins J., Croteau J.R., Alanko G.A., Tyburska-Püschel B., Meyer M. et al. // J. Nucl. Mater. 2015. Vol. 466. P. 745–754. https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2015.06.029
  10. Watkins J.K., Gonzales A., Wagner A.R., Sooby E.S., Jaques B.J. // J. Nucl. Mater. 2021. Vol. 553. Article 153048. https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2021.153048
  11. Федоров М.С., Байдаков Н.А., Жиганов А.Н., Зозуля Д.В. // Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2020. Т. 63. № 6. С. 12–18. https://doi.org/10.6060/ivkkt.20206306.6185
  12. Алексеев С.В., Зайцев В.А. Нитридное топливо для ядерной энергетики. М.: Техносфера, 2013. 240 с.
  13. Любимов Д.Ю., Андросов А.В., Булатов Г.С., Гедговд К.Н. // Радиохимия. 2014. Т. 56. № 5. С. 423–426.
  14. Любимов Д.Ю., Дерябин И.А., Булатов Г.С., Гедговд К.Н. // Атом. энергия. 2015. Т. 118. Вып. 1. С. 24–29.
  15. Любимов Д.Ю., Андросов А.В., Булатов Г.С., Гедговд К.Н. // Атом. энергия. 2013. T. 114. Вып. 4. C. 198–202.
  16. Ватолин Н.А., Моисеев Г.К., Трусов Б.Г. Термодинамическое моделирование в высокотемпературных неорганических системах. М.: Металлургия, 1994. 352 с.
  17. Рогозкин Б.Д., Степеннова Н.М., Прошкин А.А. // Атом. энергия. 2003. Т. 95. Вып. 3. С. 208–221.
  18. Grenthe I., Gaona X., Plyasunov A.V., Linfeng Rao, Runde W.H., Grambov B. et al. Second Update of U, Np, Pu, Am and Tc. NEA № 7500. OECD 2020. 1572 p.
  19. Lyubimov D.Yu., Bulatov G.S., German K.E. // Radiochemistry. 2021. Vol. 63. N 1. P. 16–20. https://doi.org/10.1134/S1066362221010033
  20. Котельников Р.Б., Башлыков С.Н., Каштанов А.Н., Меньшикова Т.С. Высокотемпературное ядерное топливо. М.: Атомиздат, 1978. 2-е изд. 432 с.
  21. Ogawa T., Kobayashi F., Sato T., Haire R.G. // J. Alloys Compd. 1998. Vol. 271–273. P. 347–354.
  22. Hirschhorn J., Hilty F., Tonks M.R., Rosales H. // JOM. 2021. Vol. 73. P. 3528–3543. https://doi.org/10.1007/s11837-021-04873-x
  23. Herman A., Ekberg C. // Res. Rev.: J. Mater. Sci. 2017. Vol. 5. № 4. C. 83–99. https://doi.org/10.4172/2321-6212.1000196
  24. Chevalier P.-Y., Fisher E., Cheynt B. // J. Nucl. Mater. 2000. Vol. 280. P. 136–150.
  25. Булатов Г.С., Гедговд К.Н., Глазунов М.П., Якункина Т.В. // Материаловедение. 1998. № 9. С. 8–12.
  26. Загрязкин В.Н., Болотов С.В. // Вопр. атом. науки и техники. Сер.: Атом. материаловедение. 1982. Вып. 3 (14). С. 16–30.
  27. Alcock C.K., Itkin V.P., Horrigan M.K. // Can. Metall. Quart. 1984. Vol. 23. N 3. P. 309–313.
  28. Булатов Г.С., Гедговд К.Н., Любимов Д.Ю., Бондаренко Г.Г., Якункин М.М. // Тр. XIХ Междунар. совещания “Радиационная физика твердого тела” (Севастополь, 31 августа–5 сентября 2009 г.) / Под ред. Г.Г. Бондаренко. М.: НИИ ПМТ, 2009. С. 651–658.
  29. Булатов Г.С., Гедговд К.Н., Любимов Д.Ю. // Материаловедение. 2009. № 1. С. 2–7.
  30. Gutorova S.V., Logunov M.V., Voroshilov Yu.A., Babain V.A., Shadrin A.Yu., Podoynitsyn S.V. et al. // Russ. J. Gen. Chem. 2024. Vol. 94. Suppl. 2. P. S243–S430. https://doi.org/10.1134/S1070363224150015

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».