液态钠2氢系统化学热力学平衡的分析.pdfVIP

　第34卷第1期 原 子 能 科 学 技 术 Vol. 34 ,No. 1 　2000年1月 Atomic Energy Science and Technology Jan. 2000 液态钠氢系统化学热力学平衡分析 段日强 ,杨献勇 ,王 　洲 (清华大学 热能工程系 ,北京　100084) 摘要 :从化学热力学平衡的角度出发 ,分析了液态钠自由面上氢分压与钠中氢浓度的关系 ,导出 Sieverts 常数与温度的定量关系 ,并以此分析文献中给出的 Sieverts 常数。同时推导出氢在钠中溶 解度对温度的依赖关系 ,并与实验数据进行了比较。 关键词 :液态钠氢系统 ;化学热力学平衡 ;Sieverts 常数 ;溶解度 中图分类号:O6424 　　文献标识码 :A 　　文章编号 (2000) 017605 在快堆电站蒸汽发生器中 ,水/ 水蒸气泄漏可能会对系统造成严重破坏[1 ] 。快速探测水/ 水蒸气泄漏是快堆电站安全运行的重要保证。通过测量蒸汽发生器钠中氢含量来诊断水/ 水 ( ) 蒸气泄漏这一方法 以下简称“氢计”已广泛应用到快堆电站中。液态钠氢系统平衡特性是 研究水/ 水蒸气泄漏特性的基础。蒸汽发生器中钠温度随空间位置变化 , 因此 , 必须了解 Sieverts常数与温度的关系。 氢在液态钠中有 3 种可能存在形态 :氢分子 H2 ,氢原子 H ,氢负离子 H - 。根据 Thomp son[2 ]模型 ,H - 是稳定的 ,这意味着液态钠吸附氢时 ,氢分子的中间原子键被破坏 ,分解成氢原 子 ,氢原子获得 1 个电子 ,形成氢负离子。吸附过程可表示为 : ( 1/ 2) H2 + e H- ( 1) 　　本工作依据该吸附过程对液态钠氢系统的平衡特性进行热力学分析 ,建立氢在钠中的溶 解度与温度间的函数关系 ,并用文献中的实验数据进行对比检验。 1 　氢分压与钠中氢浓度间的关系 - 设氢气的摩尔化学位为 μ ,溶解在液态钠中氢的摩尔化学位为 μ 。在平衡条件下 , 由化 H H 学平衡的判据可得 : - ( ) μ μ ( ) 1/ 2 d H = d H 2 对于气相 μ ( ) (3) d H = R Td lnf H 收稿日期 ;修回日期 ( ( ) ) 基金项目 : 国家“863 ”高技术研究课题 863614107 1 ( ) 作者简介 :段日强 1967 — ,男 , 山西应县人,工程师 ,在读博士生 ,工程热物理专业 © 1994