High temperature aqueous chemistry for sustainable nuclear power generation

通过NSERC工业研究主席计划，圭尔夫大学开发了一个世界级的高温水化学实验室，配备了定制的，最先进的，高精度的光谱和热化学仪器，研究加拿大核工业中使用的极端条件下水溶液的性质。拟议的研究旨在利用这一专门知识确定关键的化学反应和测量热化学参数，以便为新的或翻新的CANDU加压重水核反应堆和拟议的小型模块化反应堆（SMRs）建立国际公认的建模和化学控制数据库；以及对核废料地质储存地点进行评估/颁发许可证。该计划包括五个项目。(i)将完成一项确定的实验室研究，提供定量数据和预测工具，模拟在CANDU D2O初级冷却剂条件下氘同位素对金属氧化物溶解度的影响。（ii）量热和光谱研究将确定新提出的用于蒸汽发生器回路中高达325℃的氧化还原和pH控制的有机添加剂的特性。（iii）压力容器和拉曼光谱研究将测量预测二级冷却剂回路（250 - 325℃）中腐蚀性过渡金属“隐藏”反应发生所需的热力学特性，其浓度达到溶解度极限。将审查水基小型反应堆一次和二次冷却剂回路中的“隐藏”反应和临界轨迹效应，包括超临界蒸汽发生器（bbb373℃）。(v)将完成测量UO2（2+）和镧系Ln（3+）络合物形成常数的实验，并在第三年级开始进行Th（4+）系统的实验。它们是NpO2(2+), Cm（3+）和U（4+）的替代品，由于高放射性或极低的溶解度，难以研究。我们的合作伙伴是核工程卓越大学网络、CANDU业主集团、核废料管理组织和电力研究所。(c)圭尔夫大学和加拿大核工业和加拿大核工业的联合实验室，分别为：1 .在化学上和化学上分别为：1 .在温度上和化学上分别为：1 .在温度上和化学上分别为：1 .在温度上和化学上分别为：1 .在温度上和化学上分别为：1 .在温度上和化学上分别为：1 .在温度上和化学上分别为：说是proposee虎钳使用这个专业将标识符des反应chimiques之上等肺活量莱斯产品thermochimiques necessaires盟开发署de基地数据internationalement合格者pour La modelisation et le controle chimique des reacteurs远离一个淡规范pressurisee坎杜型九欧雷九等小reacteurs modulaires(人口、难民和移民事务局);在储存可燃性油品时，请将这些油品储存起来。(i) 1个大型的试验室和试验室，分别为4个试验室和4个试验室和4个试验室和3个试验室和3个试验室和3个试验室。(2) Des练习曲calorimetriques et spectroscopiques determineront les proprietes d 'additifs organiques novateurs倒还les氧化还原等pH值在电路Des generateurs de vapeur一直到萨那325 C (3) Des练习曲spectroscopiques喇曼et de solubilite mesureront les proprietes thermodynamiques necessaires倒predire勒首次Des反应de dessequestration Des metaux de过渡corrosifs在电路de refroidissement secondaires (250 325 C),“浓度限制”是指溶解度的极限。（四）由三个主要因素组成的薪金薪金表、由三个主要因素组成的薪金薪金表、由三个主要因素组成的薪金薪金表、由三个主要因素组成的薪金薪金表、由三个主要因素组成的薪金薪金表、由三个主要因素组成的薪金薪金表、由三个主要因素组成的薪金薪金表、由三个主要因素组成的薪金薪金表。(v) Des exp

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