Труды КНЦ (Технические науки вып.2/2025(16))

Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2025. Т. 16, № 2. С. 156-163. Transactions of the Kola Science Centre of RA s . Series: Engineering Sciences. 2025. Vol. 16, No. 2. P. 156-163. Размеры синтезированных блоков ВПЯМ — 35 (диаметр) х 50 (высота) мм, выбраны под внутренний диаметр испытательного реактора. Основные структурно-физические характеристики: общая пористость (£внеш) 85-90 %; средняя плотность 0,35 г/см3; предел прочности при сжатии >1,5 МПа; газодинамическое сопротивление образца высотой 50 мм при скорости воздуха до 1 м/с составляет менее 100 Па и находится на уровне сопротивления незагруженного реактора; доступная внешняя объемная поверхность (S^m), рассчитанная в соответствии с моделью тетракайдодекаэдра [7] по уравнению S = 3 84 • Л ^0,85 • f ^0,82[81 (1) ^внеш , ян *^внеш V превышает 800 м2/м3. Рис. 1. СЭМ-фотографии макроструктуры ВПЯМ (а, б) и микроструктуры перемычки ячейки (в) Совокупность данных характеристик (высокая механическая прочность, газопроницаемость и внешняя поверхность) позволяет проводить сорбционные и каталитические процессы во внешнедиффузионной области с высокими расходами очищаемых газов, малыми концентрациями вредных примесей и большими удельными нагрузками на КЭ, обеспечивая КЭ на основе керамических ВПЯМ преимущества перед традиционными гранулированными и сотовыми КЭ. Нанесение сорбционно- и каталитически активных слоев Универсальность синтезированных ВПЯМ заключается в использовании одного и того же состава в качестве керамической основы — носителя для последующего нанесения практически любых сорбционно- и каталитически активных композиций. В окислительной среде изотопы цезия, молибдена и теллура, независимо от исходной формы, выделяются в форме оксидов; а йод — в молекулярной форме (I 2 ). Для улавливания CS 2 O на керамическую основу КЭ методом пропитки смесью гидрозолей алюминия и кремния и последующей термообработки при температуре 700 °С наносится сорбционно­ активный слой из аморфных у-АЬОз и SiO 2 в соотношении 30/70 по твердому веществу в суммарном количестве 20-30 % мас. Данное соотношение оксидов алюминия и кремния соответствует их соотношению в поллуците — наиболее устойчивом алюмосиликате цезия. Соотношение данных оксидов в керамической основе примерно такое же, что способствует вовлечению в процесс хемосорбции материала ВПЯМ, как показано в наших исследованиях [9] и в работах корейского научно-исследовательского института атомной энергии KAERI [10], где разрабатываются аналогичные КЭ. Для улавливания молекулярного йода на керамическую основу для развития поверхности путем пропитки алюмозолем с прокаливанием при температуре 700 °С наносится промежуточный активный слой у-АЬОз в количестве 5-7 % мас., а затем сорбционно-активный слой нитрата серебра пропиткой его водным раствором с последующей сушкой при температуре не выше 150 °С во избежание разложения AgNO3 общим содержанием 15-25 % мас. [9]. КЭ для улавливания паров M 0 O 3 и TeO 2 получают нанесением на универсальный носитель активного слоя оксида кальция путем пропитки суспензией прекурсора — гидроксокарбоната кальция, синтезированного методом распыления насыщенного раствора нитрата кальция над концентрированным © Гаспарян М. Д., Грунский В. Н., Дубко А. И., Сальникова О. Ю., Обухов Е. О., Александрова А. Д., 2025 158