核反应堆严重事故中气溶胶的吸湿增长研究进展

来源：核动力工程杂志2022年第2期北京时间：

作者：王竞弘, 彭威, 于溯源

单位：1.清华大学能源与动力工程系热科学与动力工程教育部重点实验室，北京，100084；2.清华大学核能与新能源技术研究院先进反应堆工程与安全教育部重点实验室，北京，100084；

摘要：可溶性气溶胶（以下简称气溶胶）的吸湿增长是影响核反应堆严重事故中放射性产物动力学行为的关键因素之一，本文对吸湿增长的理论模型、实验测量方法以及核安全领域吸湿增长的研究进展进行了总结。核安全领域气溶胶吸湿增长理论模型以Köhler理论为基础，描述了吸湿增长过程中气溶胶热物性等参数与环境参数的关系，在此基础上发展的多种改进模型更适用于实际问题的分析，已在NAUA-HYGROS、MELCOR等核安全气溶胶计算程序中得到广泛应用。实验测量也是研究气溶胶吸湿增长特性的重要手段，相比于可测量气溶胶整体吸湿能力但结果较为粗糙的重量法，电力平衡法、HTDMA法精度较高，且具备实时测量单个颗粒及多模态颗粒群的吸湿能力，在核事故气溶胶吸湿增长特性实验研究方面具有潜在应用前景。本文最后总结了严重核事故领域吸湿增长的现有应用研究，包括核事故典型气溶胶吸湿增长特性的理论模型与数值计算应用研究、吸湿增长实验研究，数值计算研究表明，将气溶胶吸湿增长特性纳入到核事故气溶胶计算程序中可以实现对核事故发生后气溶胶行为更为准确的预测分析，相关实验得到了CsOH、CsI等典型核事故气溶胶的吸湿增长特性。

关键词：核反应堆严重事故, 气溶胶, 吸湿增长, Khler理论, 吸湿增长因子

基金资助：国家重点研发计划课题（2020YFB1901401）；国家自然科学基金（52176158）；中核集团青年英才项目（20202009032）