Introducción
Zircaloy BCR-276 (Zirc-4) es un material de referencia certificado por la Comisión Europea. Las zircalooyas son materiales de revestimiento habituales en los reactores térmicos por su baja sección transversal de absorción de neutrones térmicos y sus excelentes propiedades térmicas y mecánicas. Durante el accidente provocado por el terremoto y el tsunami en la central nuclear japonesa de Fukushima-Daiichi, el hidrógeno se acumuló bajo el techo del edificio y se incendió. Una forma de producir hidrógeno en estas condiciones extraordinarias podría seguir la relativamente sencilla reacción química (1)
Zr + 2 H2O--> ZrO2 + 2 H2 + ΔH
Para confirmar esta reacción, se llevaron a cabo algunos experimentos preliminares que se describen a continuación.
Experimental
Un NETZSCH STA 449 F3 Jupiter® estaba equipado con un horno de vapor de agua y un espectrómetro de masas QMS QMS 403 Aeolos. Se colocaron tres cilindros de BCR-276 (peso de la muestra aprox. 600 mg) en una placa de alúmina sobre un portamuestras TG. Las muestras se calentaron con 5 y 10 K/min bajo N2 y vapor de agua hasta 1050°C. Las intensidades de agua e hidrógeno se controlaron con el espectrómetro de masas.
Resultados y debate
La figura 1 representa la curva TG (cambio de masa) y las intensidades de hidrógeno y agua en función de la temperatura para la medición a 10 K/min. Tras el inicio del aumento de peso debido a la OxidaciónLa oxidación puede describir diferentes procesos en el contexto del análisis térmico.oxidación, también aumenta el nivel de hidrógeno.
Simultáneamente al aumento del hidrógeno, disminuye la intensidad del agua. El aumento de peso hasta 1050°C fue del 4 % en peso.
En la figura 2 se comparan las curvas TG y las intensidades de hidrógeno para las dos mediciones a 5 K/min y 10 K/min. A una velocidad de calentamiento de 5 K/min, la OxidaciónLa oxidación puede describir diferentes procesos en el contexto del análisis térmico.oxidación y la evolución del hidrógeno comienzan antes que a 10 K/min. A unos 950°C, la evolución del hidrógeno pasa a un estado de saturación estable (nivel constante).
La figura 3 muestra la muestra antes y después de la medición.
