Introduktion
Zircaloy BCR-276 (Zirc-4) er et certificeret referencemateriale fra Europa-Kommissionen. Zircaloys er almindelige beklædningsmaterialer i termiske reaktorer på grund af deres lave termiske neutronabsorptionstværsnit og deres fremragende termiske og mekaniske egenskaber. Under den jordskælvs-/tsumanirelaterede ulykke på Fukushima-Daiichi-kernekraftværket i Japan ophobede brint sig under bygningens tag og blev antændt. En måde at producere brint på under disse ekstraordinære forhold kunne være ved at følge den relativt enkle kemiske reaktion (1):
Zr + 2H2O--> ZrO2 + 2H2 + ΔH
For at bekræfte denne reaktion blev der udført nogle indledende eksperimenter, som er beskrevet nedenfor.
Eksperimentel
En NETZSCH STA 449 F3 Jupiter® var udstyret med en vanddampovn og et QMS-massespektrometer QMS 403 Aeolos. Tre cylindre fra BCR-276 (prøvevægt ca. 600 mg) blev placeret på en aluminiumoxidplade på en TG-prøveholder. Prøverne blev opvarmet med 5 og 10 K/min under N2 og vanddamp til 1050 °C. Intensiteten af vand og brint blev overvåget med massespektrometeret.
Resultater og diskussion
Figur 1 viser TG-kurven (masseændring) og intensiteten af brint og vand i forhold til temperaturen for 10 K/min-målingen. Efter starten på vægtstigningen på grund af OxidationOxidation kan beskrive forskellige processer i forbindelse med termisk analyse.oxidation stiger også brintniveauet.
Samtidig med brintstigningen falder vandintensiteten. Vægtforøgelsen op til 1050 °C var 4 vægt%.
I figur 2 sammenlignes TG-kurverne og intensiteten af brint for de to målinger ved 5 K/min og 10 K/min. Ved en opvarmningshastighed på 5 K/min starter oxidationen og brintudviklingen tidligere end ved 10 K/min. Ved ca. 950 °C går brintudviklingen ind i en stabil mættet tilstand (konstant niveau).
Figur 3 viser prøven før og efter målingen.
