Ydinreaktorin höyrynkehittimen putkien vikaantuminen on tärkeä aihe painevesireaktoreiden turvallisuuden kannalta. Vaikka höyrynkehittimen rikon sisältävän vakavan onnettomuuden todennäköisyys on pieni, voi tällaisissa onnettomuuksissa päästä hyvin suuri määrä radioaktiivisia aineita karkaamaan ympäristöön. Reaktorisydämen vaurioituessa suurin osa radioaktiivisista aineista vapautuu reaktorista pienhiukkasina. Hiukkasia sisältävän aerosolin kulkeutumiseen ja seinämiin pidättymiseen liittyvät fysikaaliset prosessit ovat tunnettuja, mutta prosessien voimakkuuksien määrittäminen on osoittautunut hyvin vaikeaksi.

Tämän työn kirjallisuusosuudessa käytiin läpi aerosolin perusominaisuudet ja keskeiset pienhiukkasten pintaan pidättymiseen ja irtoamiseen liittyvät prosessit. Kokeellisessa osuudessa tutkittiin pienhiukkasten pidättymistä pintaan ja siitä irtoamista noin metrin pituisessa testiputkessa, joka oli halkaisijaltaan noin 13 mm. Aerosoli tuotettiin hienojakoisesta nikkelijauheesta. Kokeiden aikana käytettiin kolmea eri nikkelijauhetta, joiden aerodynaaminen mediaanihalkaisija oli 1,9-2,4 pm. Kokeissa oli kaksi erillistä vaihetta. Ensimmäisessä vaiheessa syötettiin aerosolia putkeen ja tutkittiin hiukkasten pidättymistä putken seinämiin. Toisessa vaiheessa putkeen syötettiin puhdasta ilmaa ja tutkittiin, miten pidättyneet hiukkaset irtoavat putken seinämiltä. Kokeissa vaihdeltiin hiukkasten pidättymismekanismeja. Päämenetelmät olivat turbulenttinen pidättyminen, elektroforeettinen pidättyminen ja laskeutuminen Mittauslaitteisto perustui valosignaalin vaimenemiseen sen kulkiessa putken läpi ja se mahdollisti reaaliaikaisen havainnoinnin tutkittavista ilmiöistä.

Hiukkasten pidättymistulokset olivat kohtuullisen yhdenmukaisia kirjallisuudessa olevien tulosten kanssa, ottaen huomioon kuinka erilaisilla koelaitteistoilla kokeita on tehty. Vaikka hiukkasten irtoamistuloksia heikensivät moninaiset virhelähteet, näkyi tuloksista selvästi, että hiukkasten koon kasvaessa ne irtoavat helpommin putken seinämiltä. Turbulenttisempi virtaus kokeiden pidättymisvaiheessa johti hiukkasten tehokkaampaan pidättymiseen putken seinämille ja lyhyempään pidättymisvaiheeseen. Hiukkasia irtosi suurempi osuus seinämiltä niissä turbulenttisissa kokeissa, joissa hiukkaset olivat pidättyneet tehokkaammin putken seinämille.