Experimental investigations and modelling of sodium-concrete interaction
Creators
- 1. GKSS-Forschungszentrum Geesthacht GmbH, Geesthacht-Tesperhude (Germany, F.R.). Inst. fuer Anlagentechnik
Description
The use of sodium as a coolant in liquid metal fast breeder reactors, fusion reactors, and solar plants requires special consideration of its chemical reactivity and related safety problems in the case of sodium leckage. On contact between hot sodium and concrete an interaction takes place resulting in energy release and hydrogen generation, which may contribute to containment loading by pressurization in a hypothetical accident situation. For this reason, sodium-concrete interactions were investigated experimentally and theoretically. The experiments revealed important effects of quartzitic material within the concrete and of the sodium temperature on the interaction mechanisms, the energy release and the consequent hydrogen production. The numerical model shows good agreement with the experimental results. (orig.)
Abstract (German)
Fuer schnelle Brutreaktoren, Fusionsreaktoren und Solaranlagen wird Natrium als Kuehlmittel verwendet. Fuer den Fall von Natriumleckagen sind daher die chemische Reaktivitaet von Natrium und die damit zusammenhaengenden Sicherheitsprobleme besonders zu beachten. Wenn heisses Natrium mit Beton in Beruehrung kommt, so wird Energie freigesetzt und Wasserstoff gebildet; letzterer kann in Stoerfallsituationen zur Druckbelastung des Sicherheitseinschlusses beitragen. Deshalb wurde die Wechselwirkung zwischen heissem Natrium und Beton experimentell und theoretisch untersucht. Die Experimente zeigten, dass Beimengungen quarzitischen Materials im Beton wie auch die Natriumtemperatur sich wesentlich auf den Wechselwirkungsmechanismus auswirken und damit die Energiefreisetzung und die Bildung von Wasserstoff beeinflussen. Das entwickelte numerische Modell der Wechselwirkung gibt die experimentellen Ergebnisse gut wieder. (orig.)Additional details
Publishing Information
- Journal Title
- Kerntechnik
- Journal Volume
- 55
- Journal Issue
- 5
- Series
- Kerntechnik.
- Journal Page Range
- 274-279
- ISSN
- 0932-3902
- CODEN
- KERTA
INIS
- Country of Publication
- Germany
- Country of Input or Organization
- Germany
- INIS RN
- 22023536
- Subject category
- S21: SPECIFIC NUCLEAR REACTORS AND ASSOCIATED PLANTS;
- Descriptors DEI
- CONCRETES; CONTAINMENT; FLOW MODELS; HYDROGEN; LEAKS; LMFBR TYPE REACTORS; MAGNETITE; MASS TRANSFER; MELTDOWN; NITROGEN; QUARTZ; REACTION KINETICS; SODIUM; TEMPERATURE MEASUREMENT; THERMOCOUPLES
- Descriptors DEC
- ACCIDENTS; ALKALI METALS; BREEDER REACTORS; BUILDING MATERIALS; ELEMENTS; EPITHERMAL REACTORS; FAST REACTORS; FBR TYPE REACTORS; IRON ORES; KINETICS; LIQUID METAL COOLED REACTORS; MATERIALS; MATHEMATICAL MODELS; MEASURING INSTRUMENTS; METALS; MINERALS; NONMETALS; ORES; OXIDE MINERALS; REACTOR ACCIDENTS; REACTORS