Introduzione
Lo Zircaloy BCR-276 (Zirc-4) è un materiale di riferimento certificato dalla Commissione Europea. Gli zircaloys sono materiali di rivestimento comuni nei reattori termici grazie alla loro bassa sezione d'urto per l'assorbimento di neutroni termici e alle loro eccellenti proprietà termiche e meccaniche. Durante l'incidente causato dal terremoto/tsumanizzazione della centrale nucleare di Fukushima-Daiichi in Giappone, l'idrogeno si è accumulato sotto il tetto dell'edificio ed è stato incendiato. Un modo per produrre idrogeno in queste condizioni straordinarie potrebbe seguire la reazione chimica relativamente semplice (1):
Zr + 2H2O--> ZrO2 + 2H2 + ΔH
Per confermare questa reazione, sono stati condotti alcuni esperimenti preliminari, descritti di seguito.
Sperimentale
Un NETZSCH STA 449 F3 Jupiter® è stato equipaggiato con un forno a vapore acqueo e uno spettrometro di massa QMS 403 Aeolos. Tre cilindri di BCR-276 (peso del campione circa 600 mg) sono stati collocati su una piastra di allumina su un supporto per campioni TG. I campioni sono stati riscaldati con 5 e 10 K/min sotto N2 e vapore acqueo fino a 1050°C. Le intensità di acqua e idrogeno sono state monitorate con lo spettrometro di massa.
Risultati e discussione
La Figura 1 mostra la curva TG (variazione di massa) e le intensità di idrogeno e acqua rispetto alla temperatura per la misurazione a 10 K/min. Dopo l'inizio dell'aumento di peso dovuto all'OssidazioneL'ossidazione può descrivere diversi processi nel contesto dell'analisi termica.ossidazione, aumenta anche il livello di idrogeno.
Contemporaneamente all'aumento dell'idrogeno, l'intensità dell'acqua diminuisce. L'aumento di peso fino a 1050°C è stato del 4 wt%.
Nella figura 2 sono state confrontate le curve TG e le intensità di idrogeno per le due misure a 5 K/min e 10 K/min. A una velocità di riscaldamento di 5 K/min l'OssidazioneL'ossidazione può descrivere diversi processi nel contesto dell'analisi termica.ossidazione e l'evoluzione dell'idrogeno iniziano prima rispetto a 10 K/min. A circa 950°C, l'evoluzione dell'idrogeno passa a uno stato di saturazione stabile (livello costante).
La Figura 3 mostra il campione prima e dopo la misurazione.
