XII/2

Magas hőmérsékleten oxidált cirkónium gyűrűminták elektronmikroszkópos vizsgálatai

Oxid- és nitridszemcséket mutattunk ki különböző atmoszférákban, magas hőmérsékleteken (1000-1200 °C), eltérő időtartamokig oxidált E110 és E110G jelű Zr1Nb gyűrűminták pásztázó és transzmissziós elektronmikroszkópos, valamint energiadiszperzív röntgensugaras mikroanalízis vizsgálatával. Meghatároztuk a különböző mintákban kialakult szemcsék jellemző méreteit és elemi összetételét.

Fűtőelemek cirkóniumburkolatának optikai felületvizsgálata

A fűtőelemek cirkóniumburkolatának felületéről visszaverődő fény polarizációjának megváltozása alapján nagy pontossággal vizsgálható a minta számos fontos tulajdonsága, mint az érdesség, rétegszerkezet vagy homogenitás. A felületi oxidréteg vastagsága nanométeres pontossággal, tömörsége tizedszázalékos érzékenységgel mérhető.

Lokális hidrogéntartalom mérése roncsolásmentes neutronos módszerekkel cirkónium fűtőelemburkolatok hossztengelye mentén

Magas hőmérsékletű felhasadást és oxidációt követően roncsolásmentes neutronos vizsgálatokkal hidrogén-cirkónium elemarányt határoztunk meg E110 és E110G típusú Zr fűtőelem-burkolatok hossztengelye mentén. A neutronos képalkotással kombinált prompt gamma neutronaktivációs analízissel mintegy 30 gamma spektrumot vettünk fel az egyes burkolatokon, 5 mm-es lépésekben. A CODEX LOCA-200 és CODEX-LOCA-E4 kísérletekben a H/Zr profilok mindkét típusú burkolatnál három csoportra oszthatók. Az elsőben csak kisebb deformáció vagy repedés látható néhány száz ppm körüli tömegarány értékekkel.

A CODEX-NITRO integrális, atomerőművi súlyos baleseti kísérlet

A CODEX-NITRO kísérletben egy olyan atomerőművi balesetet szimuláltak egy hét rúdból álló, elektromosan fűtött köteggel, amelyben a primerköri csőtörés után a hidroakkumulátorokból nitrogén is beáramlik a reaktor aktív zónájába. A kísérlet során a maximális hőmérséklet meghaladta az 1700°C-ot. A nitrogén jelenléte felgyorsította a cirkónium-komponensek vízgőzös oxidációját. Az alacsony gőzforgalom következtében gőzhiányos állapot állt elő, és ebben az időszakban a köteg felső részén intenzív nitrogén-cirkónium reakció ment végbe.

Atomerőművi fűtőelem-burkolatok csövei képlékenységének vizsgálata mandrel-módszerrel

A fűtőelemekkel kapcsolatos kutatások legfőbb célja a normál üzemi és az üzemzavari folyamatok mélyebb megértése. Az MTA Energiatudományi Kutatóközpontban a Paksi Atomerőműben használatos E110 és az új gyártástechnológiával előállított E110G jelű fűtőelem-burkolatok képlékenységi tulajdonságait hasonlítottuk össze. Ehhez új mérési elrendezést alkalmaztunk, amelyben több darabból (mandrelből) álló szerszámmal belülről terheltünk a burkolatmintákat, ezzel modellezve az atomerőműben előforduló mechanikai kölcsönhatást az üzemanyag-tabletta és a burkolat fala között.

Nagynyomású autoklávban kezelt cirkóniumminták mikroszerkezetének vizsgálata

A reaktor teljesítményüzemi körülményeit autoklávban szimuláltuk 300°C hőmérsékleten és 86 bar nyomáson. A felhasznált oldatok a leállított reaktorra, illetve a kampány különböző szakaszaira jellemzőek. A hosszú idejű kezeléseket E110, E110G és B523 jelű cirkóniumból (Zr) készült gyűrűmintákon végeztük. Az így korróziónak kitett ötvözetek morfológiai változásait vizsgáltuk pásztázó elektronmikroszkóppal és visszaszórt-elektron-diffrakciós (EBSD) térképezéssel. A morfológiai változások összehasonlító elemzését ötvözettípus és oldatfajta szerint végeztük el.