A theoretical and experimental investigation was carried out for the deposition of suspended Co-59 particles on a heated zircaloy-4 surface in a recirculation loop at an atmospheric pressure.
The effects of various factors, including concentration of Co-59 particle, its diameter, water temperature, water velocity, run time, and particle's sticking probability, on the amount of deposition during the initial period have been investigated.
A model based on the concept of turbulent mass transfer and stopping distance is proposed for the analysis of the experimental results. The theoretical and experimental results are proposed and discussed. Approximate agreement is obtained between the theoretical and the experimental results.
The proposed model can predict qualitatively the amount of deposition on the fuel rods in the initial stage of reactor operation if the velocity distribution of the coolant in the reactor core and the corrosion product release rate of the reactor construction materials contacting the coolant are known.
In the early period of reactor operation when the oxides of zircaloy or reactor construction materials are not formed, the coolant pH does not affect the amount of deposition of the corrosion products on the fuel rods.
원자력 발전소의 방사선 준위를 낮추고 신뢰도와 가동률을 높이려면 1차 계통 내에서의 방사성 부식 생성물의 거동을 이해해야 한다. 특히 코발트-59가 노심에서 중성자를 흡수하여 생성되는 반감기가 5.26 yr인 코발트-60은 장기간에 걸쳐 원자로의 운전에 악영향을 미치므로, 이의 거동에 관한 이해는 매우 중요하다.
본 논문에서는 원자로의 운전 초기시에 핵연료봉 표면에 부착되는 부식생성물의 양을 예견하기 위한 모델을 개발하고, 이 모델의 타당성을 검토하기 위해 실험을 수행하였다.
모델은 난류에서 물질의 이동을 기술하는 식과 Stopping distance 개념에 근거하여 개발하였고, 실험에서는 Stainless steel tube 에 들어 있는 핵연료봉을 모사한 Zircaloy-4 heater 표면에 부착되는 코발트-59 입자의 양을 측정하였다.
모델에서 예측한 값은 실험치와 대체로 일치하였다.
