Contribution à la modélisation du comportement chimique des aérosols issus d'un feu de sodium par le modèle d'absorption réactive

Abstract

National audienceThe use of liquid sodium, as a coolant in Sodium cooled Fast Reactors (SFR) circuits, requires studyingthe consequences of a sodium fire for safety analysis, and particularly the toxicological impact of sodiumfire aerosols. More particularly, the carbonation of sodium fire aerosols from sodium hydroxide (NaOH)to sodium carbonate (Na$_2$CO$_3$) is investigated.A new kinetic model based on the CO$_2$ reactive absorption, and the two-film theory was developed todescribe the carbonation process of NaOH solutions, in order to take into account the NaOH aerosols’initial characteristics in equilibrium with the atmosphere. This model was applied for the case of NaOHaerosols, considering the CO$_2$ absorption at the particle external surface. By comparisons withexperimental data, the model was validated over the range studied of relative humidity and initial particlediameter. However, the values of the interfacial area need to be consolidated and justified. The modellingvalidation needs also to be completed, looking forward the next experimental data.Dans le cadre du développement des réacteurs nucléaires à neutrons rapides, refroidis au sodium, desétudes sont menées sur les conséquences de feu de sodium et en particulier sur l'impact toxicologique desaérosols lors de leur éventuelle dispersion atmosphérique. Et plus spécifiquement, la carbonatationd’aérosols issus de feu de sodium à partir d'hydroxyde de sodium (NaOH) en carbonate de sodium(Na$_2$CO$_3$) est étudiée.Un nouveau modèle cinétique basé sur l'absorption réactive de CO$_2$ et sur la théorie du double film a étédéveloppé pour décrire le processus de carbonatation de solution de NaOH, afin de prendre en compte lescaractéristiques initiales des aérosols de NaOH en équilibre avec l'atmosphère. Ce modèle a été appliquédans le cas des aérosols de soude, en considérant l'absorption du CO$_2$ à la surface externe des particules.Par comparaison avec les données expérimentales, le modèle a été validé dans la plage étudiée d'humiditérelative et de diamètre de particule initial. Toutefois, les valeurs du taux de surface accessible doivent êtreconsolidées et justifiées. La validation de la modélisation doit également être complétée à l’aide deprochaines données expérimentales