nUKLIR

STA, TGA, dan EGA dalam Nuklir

Memahami Stabilitas TermalSuatu bahan dikatakan stabil secara termal jika tidak terurai di bawah pengaruh suhu. Salah satu cara untuk menentukan stabilitas termal suatu zat adalah dengan menggunakan TGA (penganalisis termogravimetri). Stabilitas Termal, Dekomposisi, dan Evolusi Gas

Dalam penelitian dan teknologi nuklir, material terpapar pada suhu ekstrem, atmosfer reaktif, dan masa pakai yang lama. Sangatlah penting untuk memahami bagaimana material ini berperilaku secara termal, kimiawi, dan struktural untuk memastikan keamanan, kinerja, dan kepatuhan terhadap peraturan.

NETZSCH menawarkan portofolio komprehensif solusi Analisis Termal Simultan (STA), Analisis Termogravimetri (TGA), dan Analisis Gas Berkembang (EGA) yang disesuaikan dengan persyaratan spesifik aplikasi nuklir. Kemampuan untuk beroperasi di bawah atmosfer yang terkendali, memberikan data yang dapat direproduksi, dan dukungan Identify gas yang berkembang:

  • pemilihan dan kualifikasi material
  • penilaian material terkait keselamatan
  • evaluasi masa pakai dan stabilitas
  • penelitian dalam bahan bakar, struktur dan bahan limbah

Dengan pengalaman kami selama puluhan tahun dalam pengukuran suhu tinggi, kontrol atmosfer, dan konsep keselamatan tingkat lanjut, kami mendukung aplikasi nuklir mulai dari penelitian bahan dasar hingga rekayasa terapan dan pengujian peraturan.

TGA

Analisis Termogravimetri (TGA) berfokus pada pengukuran yang tepat atas perubahan massa sebagai fungsi suhu dan waktu. Metode ini sangat penting untuk menyelidiki stabilitas material dan reaksi kimia dalam penelitian nuklir.

Aplikasi umum terkait nuklir meliputi:

Sensitivitas tinggi dan kinerja dasar yang stabil memungkinkan pengukuran yang andal bahkan untuk perubahan massa small, yang sangat penting untuk bahan yang terkait dengan nuklir dan penilaian keselamatan.

STA

STA menggabungkan analisis termogravimetri dengan DSC dalam satu percobaan, sehingga memungkinkan pengukuran perubahan massa dan efek termal secara bersamaan.

Dalam aplikasi nuklir, STA banyak digunakan untuk karakterisasi:

  • bahan bakar nuklir dan prekursor bahan bakar
  • kelongsong dan bahan struktural
  • keramik, oksida dan grafit
  • bahan canggih untuk reaktor dan sistem pengelolaan limbah

STA memberikan informasi penting tentang Stabilitas TermalSuatu bahan dikatakan stabil secara termal jika tidak terurai di bawah pengaruh suhu. Salah satu cara untuk menentukan stabilitas termal suatu zat adalah dengan menggunakan TGA (penganalisis termogravimetri). stabilitas termal, perilaku dekomposisi, reaksi OksidasiOksidasi dapat menggambarkan proses yang berbeda dalam konteks analisis termal.oksidasi dan reduksi, yang mendukung kualifikasi material di seluruh siklus bahan bakar nuklir. Pengukuran dapat dilakukan di bawah atmosfer yang terkendali, termasuk gas inert dan reaktif, sehingga memungkinkan simulasi lingkungan yang relevan dengan aplikasi.

EGA

Apabila digabungkan dengan EGA, misalnya melalui FT-IR atau spektrometri massa, STA menjadi alat yang ampuh untuk mengidentifikasi dan mengkuantifikasi gas yang dilepaskan selama pemanasan. Hal ini penting untuk:


NETZSCH solusi kopling memungkinkan pengukuran perubahan massa dan komposisi gas secara simultan, sehingga memberikan pemahaman yang lebih dalam tentang proses termal yang relevan dengan lingkungan nuklir.

Panas Spesifik dan Energi Transisi

Kapasitas suatu bahan untuk menyimpan energi sebagian diatur oleh panas spesifiknya (panas sensibel). Ini terdiri dari komponen kisi, elektronik, dan cacat, tergantung pada bahannya. Properti ini diperlukan untuk desain proses perpindahan panas sementara. Hal ini juga digunakan untuk mengukur OksidasiOksidasi dapat menggambarkan proses yang berbeda dalam konteks analisis termal.oksidasi/reduksi permukaan dan rasio O/M (cacat) bahan bakar selama pemrosesan. Dalam beberapa kasus, panas spesifik dapat digunakan sebagai indikator tingkat kerusakan dalam pemeriksaan pasca iradiasi (PIE), misalnya energi yang tersimpan. Hal ini juga diperlukan untuk menghitung Konduktivitas TermalKonduktivitas termal (λ dengan satuan W/(m-K)) menggambarkan pengangkutan energi - dalam bentuk panas - melalui benda bermassa sebagai hasil dari gradien suhu (lihat gbr. 1). Menurut hukum termodinamika kedua, panas selalu mengalir ke arah suhu yang lebih rendah.konduktivitas termal dari data Difusivitas TermalDifusivitas termal (a dengan satuan mm2 /s) adalah properti khusus material untuk mengkarakterisasi konduksi panas yang tidak stabil. Nilai ini menggambarkan seberapa cepat suatu bahan bereaksi terhadap perubahan suhu.difusivitas termal.

Energi transisi (panas laten) diperlukan untuk mengkarakterisasi transisi padat-padat, peleburan/pembekuan, dan Reaksi penguraianReaksi penguraian adalah reaksi yang diinduksi secara termal dari senyawa kimia yang membentuk produk padat dan/atau gas. penguraian. Baik panas spesifik maupun energi transisi paling akurat dan efisien diukur dengan kalorimetri pemindaian diferensial (DSC).

Panas spesifik juga dapat diukur dengan menggunakan teknik lampu kilat laser, meskipun dengan akurasi yang lebih rendah dan hanya dengan jumlah titik data yang lebih sedikit. (Dengan DSC, pembuatan serangkaian data panas spesifik yang bergantung pada suhu yang bersifat kuasi-kontinyu adalah standar) Dengan keahlian yang diperlukan, DSC dapat dengan mudah diadaptasikan untuk pekerjaan panas.

Panas spesifik yang bergantung pada suhu (Cp)

UO2 stoikiometri mengikuti tren panas spesifik yang bergantung pada suhu klasik, sedangkan untuk UO2.04 dan UO2.084 menunjukkan puncak EndotermikTransisi sampel atau reaksi bersifat endotermik jika panas diperlukan untuk konversi.endotermik antara sekitar 600 dan 950K. Hal ini disebabkan oleh energi yang dibutuhkan untuk melarutkan fase U4O9. Perhatikan bahwa area puncak untuk UO2.084 lebih besar daripada UO2.04 karena jumlah fase U4O9 yang lebih besar.

Perubahan Massa dan Gas yang Berevolusi

Perubahan massa yang bergantung pada suhu yang digabungkan dengan analisis gas yang berevolusi memberikan informasi yang berharga untuk membantu mengukur rasio O/M, gas yang keluar selama pemrosesan bahan bakar, korosi, reduksi, produk fisi yang mudah menguap/aktinida selama vitrifikasi, pengotor yang tersisa dari proses pemisahan, dan lain-lain. Alat analisis termogravimetri (TGA) atau instrumen TGA-DSC (STA) simultan, yang digabungkan ke spektrometer massa kuadrupol (QMS) baik secara langsung maupun melalui jalur transfer yang dipanaskan, atau TGA atau STA, yang digabungkan ke FT-IR melalui jalur transfer yang dipanaskan, digunakan secara luas untuk jenis-jenis analisis ini. Seperti teknik lain yang telah dibahas sebelumnya, instrumen ini dapat dengan mudah dimodifikasi untuk pekerjaan panas.

Suhu Solidus dan Liquidus

Suhu solidus dan liquidus serta data Suhu Leleh dan EntalpiEntalpi fusi suatu zat, juga dikenal sebagai panas laten, adalah ukuran masukan energi, biasanya panas, yang diperlukan untuk mengubah suatu zat dari padat menjadi cair. Titik leleh suatu zat adalah suhu saat zat tersebut berubah wujud dari padat (kristal) menjadi cair (lelehan isotropik). suhu leleh diperlukan untuk menetapkan kondisi operasi reaktor yang aman dan untuk memodelkan skenario kecelakaan seperti kehilangan pendingin. Temperatur ini sangat dipengaruhi oleh pengotor, kerusakan radiasi, rasio O/M, pembakaran dan, tentu saja, komposisi.

Anehnya, suhu solidus/liquidus sangat sulit untuk diukur secara akurat. DSC adalah teknik yang paling sering digunakan untuk pengukuran ini, tetapi harus berhati-hati untuk menghindari pendinginan yang kurang selama pemadatan (terutama penting untuk paduan logam). Konstanta waktu sampel dan laju kenaikan suhu harus dipertimbangkan dengan cermat. Temperatur solidus/liquidus sebagian besar paduan logam juga dapat diukur dengan teknik laser flash (melalui data Konduktivitas TermalKonduktivitas termal (λ dengan satuan W/(m-K)) menggambarkan pengangkutan energi - dalam bentuk panas - melalui benda bermassa sebagai hasil dari gradien suhu (lihat gbr. 1). Menurut hukum termodinamika kedua, panas selalu mengalir ke arah suhu yang lebih rendah.konduktivitas termal/Difusivitas TermalDifusivitas termal (a dengan satuan mm2 /s) adalah properti khusus material untuk mengkarakterisasi konduksi panas yang tidak stabil. Nilai ini menggambarkan seberapa cepat suatu bahan bereaksi terhadap perubahan suhu.difusivitas termal), dan dilatometri dapat digunakan untuk konduktor dan isolator. Untuk bahan yang meleleh pada suhu sangat tinggi, penahanan termal terkadang digunakan menggunakan pirometer optik untuk pengukuran suhu. Secara keseluruhan, DSC adalah metode yang paling serbaguna dan akurat.

Rasio O/M

Angka ini menunjukkan rasio O/M selama pemanasan. Nilai-nilai ini dihitung dari data TGA yang diukur di bawah beberapa tekanan parsial oksigen (PO2). Selama pemanasan, O/M mulai menurun pada ≈1000 ° C dan ada tingkat pengurangan yang jelas berbeda yang dihasilkan dari variabel PO2 pada sampel.

Penelitian Keselamatan, Kinerja, dan Material Nuklir

NETZSCH Analyzing & Testing menyediakan solusi analisis termal yang telah terbukti mendukung penelitian nuklir, pengembangan bahan bakar, penilaian keselamatan, dan kualifikasi bahan. Instrumen kami digunakan di seluruh dunia di lembaga penelitian, industri, dan laboratorium pemerintah untuk menyelidiki perilaku termal, stabilitas, dan sifat termofisik bahan nuklir dalam kondisi yang terkendali dan dapat direproduksi.

Unduhan dan Media

Brosur

Bidang Aplikasi Nuklir kami yang lain

Perangkat Terkait

  • TG 309 Libra®Classic

    Pastikan kualitas produk dengan mendeteksi perubahan massa dengan termobalance yang sempurna untuk kontrol kualitas!

    • Resolusi Keseimbangan: 50ng
    • Kisaran suhu: RT (10 ° C) hingga 1025 ° C pada sampel
    • Pengubah Sampel Otomatis: 20 ruang sampel dan referensi
  • TG 309 Libra®Select

    Kuda kerja kami untuk pengujian di laboratorium, termasuk laboratorium pengembangan industri!

    • Resolusi Keseimbangan: 20ng
    • Kisaran suhu: RT (10 ° C) hingga 1025 ° C / 1100 ° C pada sampel
    • Pengubah Sampel Otomatis: 204 ruang sampel dan referensi
  • TG 309 Libra®Supreme

    Memastikan kualitas dan keamanan produk dengan instrumen all-in-one untuk laboratorium penelitian di bidang akademis dan industri!

    • Resolusi Keseimbangan: 10ng
    • Kisaran suhu: RT (10°C) hingga 1100°C pada sampel
    • Pengubah Sampel Otomatis: 204 ruang sampel dan referensi
  • STA 509 Jupiter®Classic

    Rasio Harga / Kinerja Terbaik

    • RT hingga 1600 ° C
    • Tungku SiC
    • Resolusi keseimbangan: 0.1 μg
    • ASC 20 posisi opsional
  • STA 509 Jupiter®Select

    Disesuaikan dengan Kebutuhan Anda

    • -150 hingga 2400°C
    • Pilihan 12 tungku yang berbeda
    • Resolusi keseimbangan: 0.1 μg
    • Opsional ASC 20 posisi atau tungkuke-2
  • STA 509 Jupiter®Supreme

    Instrumen untuk Kinerja Tertinggi

    • -150°C hingga 2000°C
    • Pilihan 9 tungku yang berbeda
    • Resolusi keseimbangan: 0.025 μg
    • Opsional ASC 20 posisi atau tungkuke-2

Literatur Aplikasi

Artikel Blog

Konsultasi & Penjualan

Apakah Anda memiliki pertanyaan lebih lanjut mengenai instrumen, metode dan apakah Anda ingin berbicara dengan perwakilan penjualan?

Layanan & Dukungan

Apakah Anda sudah memiliki instrumen dan membutuhkan dukungan teknis atau suku cadang?

AI Overview
An error occurred. Please try again.