Introduction
Le zircaloy BCR-276 (Zirc-4) est un matériau de référence certifié par la Commission européenne. Les zircaloy sont des matériaux de revêtement courants dans les réacteurs thermiques en raison de leur faible section transversale d'absorption des neutrons thermiques et de leurs excellentes propriétés thermiques et mécaniques. Lors de l'accident provoqué par le tremblement de terre et le tsunami à la centrale nucléaire de Fukushima-Daiichi au Japon, de l'hydrogène s'est accumulé sous le toit du bâtiment et s'est enflammé. Une façon de produire de l'hydrogène dans ces conditions extraordinaires pourrait être de suivre la réaction chimique relativement simple (1) :
Zr + 2H2O--> ZrO2 + 2H2 + ΔH
Pour confirmer cette réaction, quelques expériences préliminaires ont été réalisées et sont décrites ci-dessous.
Expérimental
Une machine NETZSCH STA 449 F3 Jupiter® a été équipée d'un four à vapeur d'eau et d'un spectromètre de masse QMS 403 Aeolos. Trois cylindres de BCR-276 (poids de l'échantillon d'environ 600 mg) ont été placés sur une plaque d'alumine sur un porte-échantillon TG. Les échantillons ont été chauffés à 5 et 10 K/min sous N2 et vapeur d'eau jusqu'à 1050°C. Les intensités de l'eau et de l'hydrogène ont été contrôlées à l'aide du spectromètre de masse.
Résultats et discussion
La figure 1 représente la courbe TG (changement de masse) et les intensités de l'hydrogène et de l'eau en fonction de la température pour la mesure à 10 K/min. Après le début de l'augmentation de masse due à l'OxydationL'oxydation peut décrire différents processus dans le contexte de l'analyse thermique.oxydation, le niveau d'hydrogène augmente également.
Simultanément à l'augmentation de l'hydrogène, l'intensité de l'eau diminue. L'augmentation de poids jusqu'à 1050°C était de 4 wt%.
Dans la figure 2, les courbes TG et les intensités d'hydrogène pour les deux mesures à 5 K/min et 10 K/min ont été comparées. À une vitesse de chauffage de 5 K/min, l'OxydationL'oxydation peut décrire différents processus dans le contexte de l'analyse thermique.oxydation et le dégagement d'hydrogène commencent plus tôt qu'à 10 K/min. À environ 950°C, le dégagement d'hydrogène entre dans un état saturé stable (niveau constant).
La figure 3 montre l'échantillon avant et après la mesure.
