Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Đánh giá không phá hủy trên lớp bao nhiên liệu LWR đã hydru hóa bằng phương pháp tán xạ neutron vô hướng góc nhỏ đối với hydrogen
Tóm tắt
Một phương pháp tán xạ neutron không phá hủy đã được phát triển để đo lường chính xác việc hấp thụ tổng lượng hydro trong lớp bao Zircaloy-4 dùng trong hạt nhân. Thiết bị hydru hóa bao gồm một thùng thép không gỉ kín chứa các mẫu Zircaloy-4 và khí hydro. Bằng cách điều chỉnh áp suất khí hydro ban đầu trong thùng và hồ sơ nhiệt độ, đã đạt được nồng độ hydro mục tiêu từ hàng chục ppm đến vài nghìn ppm. Sau khi nạp hydrogen, hàm lượng hydrogen trong các mẫu đã được hydru hóa được đo bằng phương pháp chiết nóng chân không (VHE), qua đó lựa chọn được các mẫu có nồng độ hydrogen mong muốn cho nghiên cứu neutron. Các thí nghiệm tán xạ neutron vô hướng góc nhỏ (SAINS) được thực hiện tại Lò phản ứng đồng vị dòng cao (HFIR) tại Phòng thí nghiệm quốc gia Oak Ridge (ORNL). Nghiên cứu của chúng tôi cho thấy rằng một lượng rất nhỏ (≈ 20 ppm) hydrogen trong lớp bao Zircaloy-4 thương mại có thể được đo rất chính xác trong vài phút cho một dải rộng nồng độ hydrogen bằng một phương pháp không phá hủy. Phân bố hydrogen trong một mẫu ống được thu được bằng cách quy mô tỷ lệ tán xạ neutron với một yếu tố, mà được xác định bởi quá trình hiệu chuẩn với phương pháp phân tích hóa học trực tiếp trên mẫu. Yếu tố quy mô này có thể được sử dụng cho các thử nghiệm sau này với nồng độ hydrogen chưa biết, do đó cung cấp một phương pháp không phá hủy để xác định nồng độ hydrogen tuyệt đối.
Từ khóa
#tán xạ neutron #Zircaloy-4 #hydru hóa #thí nghiệm không phá hủy #xác định nồng độ hydrogen tuyệt đốiTài liệu tham khảo
citation_journal_title=Annu. Rev. Materi. Sci.; citation_author=J. Chervallier, M. Aucourier; citation_volume=18; citation_publication_date=1988; citation_pages=219; citation_doi=10.1146/annurev.ms.18.080188.001251; citation_id=CR1
citation_journal_title=J. Nucl. Mater.; citation_title=High-Temperature Steam-Oxidation Behavior of Zr-1Nb Cladding Alloy E110; citation_author=Y. Yan, T. Burtseva, M. Billone; citation_volume=393; citation_publication_date=2009; citation_pages=433-448; citation_doi=10.1016/j.jnucmat.2009.06.029; citation_id=CR2
J. C. Brachet, L. Portier, J. Hivroz, D. Hamon, T. Guilbert, T. Bedel, P. Yvon, J. P. Mardon, and P. Jacques, “Influence of Hydrogen Content on the α/β Phase Transformation Temperature and on the Thermal-Mechanical Behavior of Zy-4, M4 (ZrSnFeV), and M5™ (ZrNbO) Alloys During the First Phase of LOCA Transient,” Zirconium in the Nuclear Industry, ASTM STP 1423, American Society for Testing and Materials (2002) 673–701.
M. Billone, Y. Yan, T. Burtseva, and R. Daum, “Cladding Embrittlement During Postulated Loss-of-Coolant Accidents,” NUREG/CR-6967, ANL-07/04, July 2008.
Y. Yan, A. S. Blackwell, L. K. Plummer, B. Radhakrishnan, S. B. Gorti, and K. T. Clarno, “Observation and Mechanism of Hydride in Zircaloy-4 and Local Radial Hydride Induced by High Pressure,” 2013 IHLRWM, Albuquerque, New Mexico, April 28 – May 2, 2013
A. M. Garde, R. J. Comstok, G. Pan, R. Baranwal, L. Hallstadius, T. Cook, and F. Carrera, “Advanced Zirconium Alloy for PWR Application,” J. ASTM Intl. 7, No. 9 doi:10.1520/JAI103030.
V. Chabretou, P. B. Hoffmann, S. Trapp-Pritsching, G. Garner, P. Barberis, V. Rebeyrolle, and J. J. Vermoyal, “Ultra Low Tin Quaternary Alloys PWR Performance-Impact of Tin Content on Corrosion Resistance, Irradiation Growth, and Mechanical Properties,” J. ASTM Intl. 8, No. 5, doi:10.1520/JAI103013.
citation_journal_title=J. Nucl. Mater.; citation_title=Application of Hydrogen Analysis by Neutron Imaging Plate Method to Zircaloy Cladding Tubes; citation_author=R. Yasuda, M. Nakada, M. Matsubayashi, K. Harada, Y. Hatakeyama, H. Amano; citation_volume=320; citation_publication_date=2003; citation_pages=223-230; citation_doi=10.1016/S0022-3115(03)00112-0; citation_id=CR8
citation_journal_title=Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A; citation_title=Quantitative Determination of Absorbed Hydrogen in Oxidized Zircaloy by Means of Neutron Radiography; citation_author=M. Brosse, E. Lehmann, P. Vontobel, M. Steibrueck; citation_volume=566; citation_publication_date=2006; citation_pages=739-745; citation_doi=10.1016/j.nima.2006.06.038; citation_id=CR9
citation_title=Neutron radiography Handbook (Nuclear Science and Development); citation_publication_date=1981; citation_id=CR10; citation_publisher=D. Reidel Publishing Company
citation_journal_title=Appl. Radiat. Isotopes; citation_author=E.H. Lehmann, P. Vontobel, N. Kardjilov; citation_volume=61; citation_publication_date=2004; citation_pages=503; citation_doi=10.1016/j.apradiso.2004.03.075; citation_id=CR11