Úvod
Zircaloy BCR-276 (Zirc-4) je certifikovaný referenční materiál Evropské komise. Zircaloys jsou běžné plášťové materiály v tepelných reaktorech díky nízkému průřezu absorpce tepelných neutronů a vynikajícím tepelným a mechanickým vlastnostem. Během havárie způsobené zemětřesením a tsunami v japonské jaderné elektrárně Fukušima-Daiiči se pod střechou budovy nahromadil vodík, který se vznítil. Jedním ze způsobů výroby vodíku za těchto mimořádných podmínek by mohla být relativně jednoduchá chemická reakce (1):
Zr + 2H2O--> ZrO2 + 2H2 + ΔH
K potvrzení této reakce bylo provedeno několik předběžných experimentů, které jsou popsány níže.
Experimentální
Zařízení NETZSCH STA 449 F3 Jupiter® bylo vybaveno pecí na vodní páru a hmotnostním spektrometrem QMS 403 Aeolos. Tři válce z BCR-276 (hmotnost vzorku cca 600 mg) byly umístěny na desku z oxidu hlinitého na nosiči vzorků TG. Vzorky byly zahřívány rychlostí 5 a 10 K/min pod N2 a vodní párou na teplotu 1050 °C. Intenzity vody a vodíku byly sledovány hmotnostním spektrometrem.
Výsledky a diskuse
Na obrázku 1 je znázorněna křivka TG (změna hmotnosti) a intenzity vodíku a vody v závislosti na teplotě pro měření 10 K/min. Po začátku nárůstu hmotnosti v důsledku OxidaceOxidace může v rámci termické analýzy popisovat různé procesy.oxidace se zvyšuje také obsah vodíku.
Současně s nárůstem vodíku klesá intenzita vody. Nárůst hmotnosti do 1050 °C činil 4 % hmot.
Na obrázku 2 byly porovnány TG křivky a intenzity vodíku pro dvě měření při 5 K/min a 10 K/min. Při rychlosti ohřevu 5 K/min začíná OxidaceOxidace může v rámci termické analýzy popisovat různé procesy.oxidace a vývin vodíku dříve než při 10 K/min. Při teplotě přibližně 950 °C přechází vývin vodíku do stabilního nasyceného stavu (konstantní úroveň).
Obrázek 3 ukazuje vzorek před a po měření.
