Homogeneous bubble nucleation limit of lead

Abstract

Liquid heavy metal coolant in a fast reactor, as well as in accelerator driven systems, is exhibited to large thermal and pressure shocks which can cause cavitation in the coolant. Here we calculated the work of the critical bubble formation in the lead coolant and the nucleation rate in terms of the generalized Gibbs approach. It is demonstrated that such approach provides a more adequate description of the process of bubble nucleation as compared with the classical nucleation theory.

Теплоносители на основе жидких тяжелых металлов в быстрых реакторах и реакторах, управляемых ускорителем, подвержены значительным тепловым и гидравлическим ударам, что может приводить к кавитации теплоносителя. Рассчитаны работа образования критических пузырьков в свинцовом теплоносителе и скорость их зарождения в рамках обобщенного подхода Гиббса. Показано, что такой подход обеспечивает более адекватное описание процесса зарождения пузырьков по сравнению с классической теорией нуклеации.

Теплоносії на основі рідких важких металів у швидких реакторах і реакторах, керованих прискорювачем, схильні до значних теплових і гідравлічних ударів, що може призводити до кавітації теплоносія. Розраховані робота утворення критичних пухирців в свинцевому теплоносії та швидкість їх зародження в рамках узагальненого підходу Гіббса. Показано, що такий підхід забезпечує більш адекватний опис процесу зародження пухирців в порівнянні з класичною теорією нуклеації.