Въведение
Zircaloy BCR-276 (Zirc-4) е сертифициран референтен материал на Европейската комисия. Циркалоидите са често използвани материали за облицовка в топлинните реактори поради ниското си сечение на поглъщане на топлинни неутрони и отличните си топлинни и механични свойства. По време на аварията, предизвикана от земетресение/цуманирела в атомната електроцентрала "Фукушима-Даичи" в Япония, под покрива на сградата се натрупва водород, който се възпламенява. Един от начините за получаване на водород при тези извънредни условия би могъл да следва относително простата химична реакция (1):
Zr + 2H2O--> ZrO2 + 2H2 + ΔH
За да се потвърди тази реакция, бяха проведени някои предварителни експерименти, които са описани по-долу.
Експериментален
Апаратът NETZSCH STA 449 F3 Jupiter® е оборудван с пещ за водни пари и масспектрометър QMS QMS 403 Aeolos. Три цилиндъра от BCR-276 (тегло на пробата приблизително 600 mg) бяха поставени върху алуминиева плоча върху носител за TG проби. Пробите бяха нагрявани с 5 и 10 K/min под N2 и водни пари до 1050 °C. Интензитетът на водата и водорода се следи с масспектрометъра.
Резултати и обсъждане
На фигура 1 е представена TG кривата (промяна на масата) и интензитетите на водорода и водата в зависимост от температурата за измерване с 10 K/min. След началото на увеличаването на масата вследствие на окислението се увеличава и нивото на водорода.
Едновременно с увеличаването на водорода интензивността на водата намалява. Увеличението на теглото до 1050°C е 4 тегловни процента.
На фигура 2 са сравнени TG кривите и интензитетите на водорода за двете измервания при 5 K/min и 10 K/min. При скорост на нагряване 5 К/min окислението и отделянето на водород започват по-рано, отколкото при 10 К/min. При около 950 °C отделянето на водород преминава в стабилно наситено състояние (постоянно ниво).
На фигура 3 е показан образецът преди и след измерването.
