Abstract

Zjawiska degradacji tlenowej i wodorowej stopów cyrkonu mają istotne znaczenie dla modelowania mechanizmów utraty spójności koszulek paliwowych w warunkach katastrof nuklearnych, szczególnie typu LOCA. Celem naukowym pracy było poznanie i analiza zachowania utlenionych, komercyjnych stopów cyrkonu, wpływu wodoru na utlenione stopy oraz przedstawienie fizycznych źródeł i matematycznych zależności pomiędzy tymi zjawiskami. Wyniki badań kinetyki utleniania w temperaturze poniżej punktu przemiany fazowej tlenku wykazały, że stałe szybkości utleniania są dla długich czasów 15 i 48 h zgodne z parabolicznym równaniem kinetycznym, natomiast są one niższe w przypadku czasów krótkich, 0,5 i 2 h. Badania erozji wodorowej ujawniły najniższy przyrost zawartości wodoru w stopie przy najdłuższym czasie jego utleniania potwierdzając tezę, iż warstwa tlenkowa istotnie spowalnia absorpcję i dyfuzję wodoru do wnętrza stopu. Podczas awarii może dojść do gwałtownego przegrzania elementów paliwowych prowadzących do przemian fazowych oraz utraty stabilności wymiarowej. Do celów zbadania procesów zachodzących w takich warunkach użyto, nie stosowanej jak dotąd, nieniszczącej metody tomografii komputerowej. Wyniki badań warstwy tlenkowej tworzącej się w temperaturze powyżej punktu przemiany fazowej ujawniły wpływ umiejscowienia warstwy tlenkowej na koszulce cyrkonowej na kinetykę utleniania, pojawienie się efektu korozji guzowatej, powstanie odkształceń na powierzchni stopu a także pęknięć na granicy tlenek - podłoże w pobliżu tych odkształceń.

Author (1)