High temperature aqueous chemistry for sustainable nuclear power generation

用于可持续核能发电的高温水化学

• 批准号: 561333-2020
• 负责人: Tremaine, Peter
• 金额: $ 34.41万
• 依托单位: University of Guelph
• 依托单位国家: 加拿大
• 项目类别: Alliance Grants
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 加拿大
• 起止时间: 2021-01-01 至 2022-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://www.nserc-crsng.gc.ca/ase-oro/Details-Detailles_eng.asp?id=721966
• 关键词: temperature; aqueous; chemistry; sustainable; nuclear

Through the NSERC Industrial Research Chair program, the University of Guelph has developed a world-class laboratory for high-temperature aqueous chemistry, equipped with custom-made, state-of-the-art, high-precision spectroscopic and thermochemical instruments to study the properties of aqueous solutions at the extreme conditions used in Canada's nuclear industry. The proposed research seeks to use this expertise to identify key chemical reactions and measure the thermochemical parameters needed for the development of internationally accepted databases for modelling and chemistry-control of new or refurbished CANDU Pressurized Heavy Water nuclear reactors and proposed Small Modular Reactors (SMRs); and for evaluating/licencing sites for the geological storage of nuclear spent fuel. The program consists of five projects. (i) A definitive laboratory study to provide quantitative data and predictive tools to model the deuterium isotope effects on metal oxide solubilities under CANDU D2O primary coolant conditions will be completed. (ii) Calorimetric and spectroscopic studies will determine the properties of newly proposed organic additives for redox and pH control in steam generator circuits up to 325 C. (iii) Pressure vessel and Raman spectroscopic studies will measure thermodynamic properties needed to predict the onset of corrosive transition metal "hideout" reactions in secondary coolant circuits (250 - 325 C), at concentrations up to their solubility limits. (iv) "Hideout" reactions and critical locus effects in primary and secondary coolant circuits of water-based SMR reactors, including supercritical steam generators (> 373 C) will be examined. (v) Experiments to measure formation constants for the aqueous UO2(2+) and lanthanide Ln(3+) complexes will be completed and, in Year 3, experiments will begin on Th(4+) systems. These are surrogates for NpO2(2+), Cm(3+) and U(4+), which are difficult to study because of high radioactivity or extremely low solubilities. Our partners are the University Network of Excellence in Nuclear Engineering, CANDU Owners Group, the Nuclear Waste Management Organization and the Electric Power Research Institute.#(cr)#(lf)L'université de Guelph a développé un laboratoire de classe mondiale en chimie de l'eau à haute température, équipé d'instruments spectroscopiques et thermodynamiques de pointe et de grande précision fabriqués sur mesure pour étudier les systèmes aqueux aux conditions extrêmes rencontrées dans l'industrie nucléaire au Canada. La recherche proposée vise à utiliser cette expertise pour identifier des réactions chimiques clefs et mesurer les paramètres thermochimiques nécessaires au développement de bases de données internationalement acceptées pour la modélisation et le contrôle chimique des réacteurs nucléaires à eau lourde pressurisée CANDU neufs ou remis à neuf et des petits réacteurs modulaires (PRM); et pour évaluer / autoriser les sites de stockage géologique du combustible usé. (i) Une large étude de laboratoire pour fournir des données quantitatives et des modèles prédictifs pour simuler les effets isotopiques sur la solubilité des oxydes métalliques dans des conditions de refroidissement primaire CANDU sera terminée. (ii) Des études calorimétriques et spectroscopiques détermineront les propriétés d'additifs organiques novateurs pour les contrôles redox et pH dans les circuits des générateurs de vapeur jusqu'à 325 C. (iii) Des études spectroscopiques Raman et de solubilité mesureront les propriétés thermodynamiques nécessaires pour prédire le début des réactions de desséquestration des métaux de transition corrosifs dans les circuits de refroidissement secondaires (250 à 325 C), à des concentrations jusqu'aux limites de solubilité. (iv) Les réactions de desséquestration et les effets de criticalité dans les circuits de refroidissement primaire et secondaire des réacteurs PRM à eau, et dans les générateurs de vapeur supercritique (> 373 C) seront examinés. (v) Des exp

通过NSERC工业研究主席计划，圭尔夫大学开发了一种世界一流的高温水性化学实验室，配备了定制，最先进的，最先进的，高精度的光谱和热化学仪器，以研究在加拿大核工业中极端条件下使用水溶液的性能。拟议的研究试图利用这种专业知识来识别关键的化学反应并测量用于开发国际接受数据库所需的热化学参数，用于建模和化学对照新的或翻新的candu压力重的重型水核反应器以及提议的小型模块化反应堆（SMR）；并用于评估/许可地点，以用于核支出燃料的地质存储。该计划由五个项目组成。 （i）一项确定的实验室研究，旨在提供定量数据和预测工具，以建模同位素对金属氧化物溶解度的影响在Candu D2O主要冷却液条件下。 （ii）量热和光谱研究将确定新提出的有机添加剂在蒸汽发生器电路中的氧化还原和pH控制的特性，最多为325 C.（iii）压力容器和拉曼光谱研究将衡量所需的热力学特性，以预测较高的上库中的ropsoties of Secontions of Seconditions of Seconditions of Seconditions of secontions“溶解度极限。 （iv）将检查（包括超临界蒸汽发生器（> 373 C））的原发性和次要冷却液回应中的“藏身”反应和关键基因座效应。 （v）测量UO2水溶液（2+）和Lanthanide LN（3+）配合物的形成常数的实验将完成，在第3年，实验将在TH（4+）系统上开始。这些是NPO2（2+），CM（3+）和U（4+）的替代物，由于放射性高或极低的溶解度而难以研究。我们的合作伙伴是大学核工程卓越网络，CANDU所有者集团，核废料管理组织和电力研究所。理论是将世界视为知识和知识来源的绝佳机会。理论是将世界视为知识和知识来源的绝佳机会。公司接受定型和模拟的重要性（PRM）；重要的是要了解难以理解和理解的情况。 （i）该公司具有大量倾倒生活方式的大量倾倒能力，并且能够处理情况，因为它是体验自己的质量的好地方。 oxydesmétalliquesdes des des de Refroidissement Priraire Candu Sera终端。 (ii) Des études calorimétriques et spectroscopiques détermineront les propriétés d'additifs organiques novateurs pour les contrôles redox et pH dans les circuits des générateurs de vapeur jusqu'à 325 C. (iii) Des études spectroscopiques Raman et de solubilité mesureront lespropriétés热力动物nécessaireporprédireledébutdesréactionsdesdesséquestrationdesdeséquestrationdesMétauxdesdesmétauxde Transition De腐蚀dans les les Circulits de Refroidissement Secondaires（250 -325 c），uspements jusqu'aux de solubiLiTe。 （iv）Lesréactionsdedesséquestrationet les effets deCriedittédansles courcuits de Refroidissement Primaire et secondaire desréacteursprmàeau等人与dans lesgénérateursde Vapeur Supercritique（> 373 c）Seront Excientique。 （v）des exp