Представлены результаты термодинамического моделирования поведения радионуклидов U, Cl, Pu, Be, Ni, Am при нагреве радиоактивного графита в атмосфере углекислого газа в широком температурном диапазоне.
Целью исследований является оценка равновесного состава газовой и конденсированных фаз в условиях вероятной запроектной аварии или при переработке реакторного графита. С учетом распространенности графита в качестве материала как выведенных из эксплуатации, так и перспективных реакторов образование такой высокотемпературной системы не исключается. Получение подобной информации о составе ее фаз экспериментальными методами может быть затруднено по многим причинам, что делает предпочтительным использование методов полного термического анализа для изучения равновесного поведения этой системы.
Термодинамическое моделирование равновесного состояния данной системы выполнено с использованием компьютерного программного комплекса TERRA с привлечением методологии модели идеальных растворов продуктов взаимодействия для оценки равновесного состава образующихся фаз. В расчете использовались наборы термодинамических свойств индивидуальных веществ из баз данных ИВТАН-ТЕРМО и HSC.
Установлено, что в изучаемой высокотемпературной системе радионуклиды U, Cl, Pu, Be, Ni, Am и графит присутствуют в конденсированном растворе только в нижних или средних температурных интервалах, а при дальнейшем повышении равновесных температур способны образовывать газовые формы. Выявлен набор основных реакций с участием вышеназванных радионуклидов, приведены температурные диапазоны их реализации, рассчитаны их константы равновесия. Углекислый газ в верхней области равновесных температур не следует рассматривать как инертный по отношению к графиту и тем более радионуклидам.