Исследование гидродинамических, теплофизических и физико-химических процессов, сопровождающих перемешивание высокотемпературного расплава с водой

Объектом исследования являются термогидродинамические процессы при взаимодействии высокотемпературного расплава с водой, возникающего в ходе аварии с плавлением активной зоны на атомной станции. Цель работы – анализ процессов фрагментации, теплопередачи, парообразования, отвердения и окисления расплава, взаимодействующего с водой; разработка математических моделей этих процессов и их валидация на экспериментальных данных. В процессе работы выполнен обзор аварийных ситуаций, вызванных паровым взрывом, в промышленности и естественных условиях, рассмотрены возможные сценарии взаимодействия расплава с водой в ходе тяжелой аварии на АЭС и концептуальная схема протекания парового взрыва. Проанализированы вопросы фрагментации расплава, теплообмена в режиме пленочного кипения и излучением, а также затвердевания и окисления поверхности расплава, взаимодействующего с водой. Разработаны модели этих процессов и внедрены в код VAPEX, предназначенный для расчета взаимодействия расплава с водой. Выполнена валидация кода VAPEX на экспериментальных данных, полученных на установках ZREX и FARO. Получено хорошее совпадение. Сформулированы актуальные задачи для будущих исследований в области парового взрыва.