nÜKLEER
Nükleerde STA, TGA ve EGA
Termal Stabilite, Ayrışma ve Gaz Evrimini Anlamak
Nükleer araştırma ve teknolojide malzemeler aşırı sıcaklıklara, reaktif atmosferlere ve uzun hizmet ömürlerine maruz kalmaktadır. Güvenlik, performans ve mevzuata uygunluğu sağlamak için bu malzemelerin termal, kimyasal ve yapısal olarak nasıl davrandığını anlamak çok önemlidir.
NETZSCH nükleer uygulamaların özel gereksinimlerine göre uyarlanmış kapsamlı bir Eşzamanlı Termal Analiz (STA), Termogravimetrik Analiz (TGA) ve Evrimsel Gaz Analizi (EGA) çözümleri portföyü sunmaktadır. Kontrollü atmosferler altında çalışabilme, tekrarlanabilir veriler sunabilme ve Identify evrimleşmiş gazlar desteklemektedir:
- malzeme seçimi ve kalifikasyonu
- güvenlikle ilgili malzeme değerlendirmeleri
- ömür ve kararlılık değerlendirmeleri
- yakıt, yapısal ve atık malzemeler alanında araştırma
Yüksek sıcaklık ölçümü, atmosfer kontrolü ve gelişmiş güvenlik konseptlerindeki onlarca yıllık deneyimimizle, temel malzeme araştırmalarından uygulamalı mühendislik ve düzenleyici testlere kadar çeşitli nükleer uygulamaları destekliyoruz.
TGA
Termogravimetrik Analiz (TGA), sıcaklık ve zamanın bir fonksiyonu olarak kütle değişimlerinin hassas ölçümüne odaklanır. Bu yöntem, nükleer araştırmalarda malzeme kararlılığını ve kimyasal reaksiyonları araştırmak için temeldir.
Nükleer ile ilgili tipik uygulamalar şunları içerir:
- oksi̇dasyon ve korozyon davranişinin anali̇zi̇
- termal Ayrışma reaksiyonuBir ayrışma reaksiyonu, katı ve/veya gaz ürünler oluşturan kimyasal bir bileşiğin termal olarak indüklenen reaksiyonudur. ayrışma süreçlerinin incelenmesi
- reaksiyon kinetiği ve malzeme bozunmasının değerlendirilmesi
- yakıt, atık ve muhafaza malzemelerinin değerlendirilmesi
Yüksek hassasiyet ve istikrarlı taban çizgisi performansı small kütle değişikliklerinde bile güvenilir ölçümler yapılmasını sağlar; bu da özellikle nükleerle ilgili malzemeler ve güvenlik değerlendirmeleri için önemlidir.
STA
STA, termogravimetrik analizi DSC ile tek bir deneyde birleştirerek kütle değişimlerinin ve termal etkilerin eşzamanlı olarak ölçülmesini sağlar.
Nükleer uygulamalarda STA, aşağıdakilerin karakterizasyonu için yaygın olarak kullanılmaktadır:
- nükleer yakıtlar ve yakıt öncülleri
- kaplama ve yapısal malzemeler
- serami̇kler, oksi̇tler ve grafi̇t
- reaktör ve atik yöneti̇m si̇stemleri̇ i̇çi̇n geli̇şmi̇ş malzemeler
STA, nükleer yakıt döngüsü boyunca malzeme kalifikasyonunu destekleyen termal stabilite, Ayrışma reaksiyonuBir ayrışma reaksiyonu, katı ve/veya gaz ürünler oluşturan kimyasal bir bileşiğin termal olarak indüklenen reaksiyonudur. ayrışma davranışı, OksidasyonOksidasyon, termal analiz bağlamında farklı süreçleri tanımlayabilir.oksidasyon ve indirgeme reaksiyonları hakkında temel bilgiler sağlar. Ölçümler, inert ve reaktif gazlar da dahil olmak üzere kontrollü atmosferler altında gerçekleştirilebilir ve uygulama ile ilgili ortamların simülasyonuna izin verir.
EGA
Örneğin FT-IR veya kütle spektrometresi yoluyla EGA ile birleştirildiğinde STA, ısıtma sırasında açığa çıkan gazların tanımlanması ve miktarının belirlenmesi için güçlü bir araç haline gelir. Bu aşağıdakiler için gereklidir:
- Ayrışma reaksiyonuBir ayrışma reaksiyonu, katı ve/veya gaz ürünler oluşturan kimyasal bir bileşiğin termal olarak indüklenen reaksiyonudur. ayrışma ürünlerinin analiz edilmesi,
- korozyon ve OksidasyonOksidasyon, termal analiz bağlamında farklı süreçleri tanımlayabilir.oksidasyon reaksiyonlarının izlenmesi,
- yakıt ve atık malzeme davranışının değerlendirilmesi,
- güvenlik ve muhafaza çalışmalarını destekler.
NETZSCH kaplin çözümleri, kütle değişiminin ve gaz bileşiminin eşzamanlı olarak ölçülmesine olanak tanıyarak nükleer ortamlarla ilgili termal süreçlerin daha iyi anlaşılmasını sağlar.
Özgül Isı ve Geçiş Enerjetiği
Bir malzemenin enerji depolama kapasitesi kısmen özgül ısısı (hissedilebilir ısı) tarafından yönetilir. Bu, malzemeye bağlı olarak kafes, elektronik ve kusur bileşenlerinden oluşur. Bu özellik, herhangi bir geçici ısı transferi sürecinin tasarımı için gereklidir. Ayrıca işleme sırasında yakıtların yüzey oksidasyonunu/indirgemesini ve O/M oranını (kusurları) ölçmek için de kullanılır. Bazı durumlarda özgül ısı, ışınlama sonrası incelemede (PIE) hasarın boyutunun, örneğin depolanan enerjinin bir göstergesi olarak kullanılabilir. Ayrıca Termal DifüziviteTermal difüzivite (mm2/s birimiyle a), kararsız ısı iletimini karakterize etmek için malzemeye özgü bir özelliktir. Bu değer, bir malzemenin sıcaklıktaki bir değişikliğe ne kadar hızlı tepki verdiğini açıklar.termal difüzivite verilerinden termal iletkenliğin hesaplanması için de gereklidir.
Geçiş enerjetiği (gizli ısı) katı-katı geçişlerini, Erime Sıcaklıkları ve EntalpileriGizli ısı olarak da bilinen bir maddenin füzyon entalpisi, bir maddeyi katı halden sıvı hale dönüştürmek için gerekli olan enerji girdisinin, tipik olarak ısının bir ölçüsüdür. Bir maddenin erime noktası, katı (kristal) halden sıvı (izotropik eriyik) hale geçtiği sıcaklıktır. erime/katılaşma ve ayrışmayı karakterize etmek için gereklidir. Hem özgül ısı hem de geçiş enerjileri en doğru ve verimli şekilde diferansiyel taramalı kalorimetri (DSC) ile ölçülür.
Özgül ısı, lazer flaş tekniği kullanılarak da ölçülebilir, ancak daha düşük doğrulukta ve yalnızca daha az sayıda veri noktası ile ölçülebilir. (DSC ile, sıcaklığa bağlı özgül ısı verilerinin yarı sürekli bir setinin oluşturulması standarttır) Gerekli uzmanlık ile DSC'ler sıcak çalışma için kolayca adapte edilebilir.
Sıcaklığa bağlı özgül ısı (Cp)
Stokiyometrik UO2 klasik sıcaklığa bağlı özgül ısı eğilimini takip ederken, UO2.04 ve UO2.084 için yaklaşık 600 ila 950K arasında EndotermikBir örnek geçişi veya bir reaksiyon, dönüşüm için ısı gerekiyorsa endotermiktir.endotermik bir tepe noktası gösterir. Bunun nedeni U4O9 fazının çözünmesi için gereken enerjidir. UO2.084 için pik alanının, U4O9 fazının daha fazla miktarda olması nedeniyle UO2.04 için olandan daha büyük olduğuna dikkat edin.
Kütle Değişimi ve Evrimleşen Gazlar
Evrimleşmiş gaz analizi ile birleştirilmiş sıcaklığa bağlı kütle değişimi, O/M oranının, yakıt işleme sırasında gaz çıkışının, korozyonun, indirgemenin, vitrifikasyon sırasında uçucu fisyon ürünlerinin/aktinitlerin, ayırma işleminden kalan safsızlıkların vb. ölçülmesine yardımcı olacak değerli bilgiler sağlar. Termogravimetrik analizörler (TGA) veya eşzamanlı TGA-DSC (STA) cihazları, doğrudan veya ısıtılmış bir transfer hattı ile bir kuadrupol kütle spektrometresine (QMS) bağlanmış veya ısıtılmış bir transfer hattı ile bir FT-IR'ye bağlanmış bir TGA veya STA, bu tür analizler için yaygın olarak kullanılmaktadır. Daha önce tartışılan diğer tekniklerde olduğu gibi, bu cihazlar sıcak çalışma için kolayca modifiye edilebilir.
Solidus ve Liquidus Sıcaklıkları
Katı ve sıvı sıcaklıklarının yanı sıra Erime Sıcaklıkları ve EntalpileriGizli ısı olarak da bilinen bir maddenin füzyon entalpisi, bir maddeyi katı halden sıvı hale dönüştürmek için gerekli olan enerji girdisinin, tipik olarak ısının bir ölçüsüdür. Bir maddenin erime noktası, katı (kristal) halden sıvı (izotropik eriyik) hale geçtiği sıcaklıktır. erime sıcaklığı verileri, güvenli reaktör çalışma koşullarını belirlemek ve soğutucu kayıpları gibi kaza senaryolarını modellemek için gereklidir. Bu sıcaklıklar safsızlıklardan, radyasyon hasarından, O/M oranlarından, yanmadan ve tabii ki bileşimden büyük ölçüde etkilenir.
Şaşırtıcı bir şekilde, solidus/likidus sıcaklıklarının doğru bir şekilde ölçülmesi oldukça zordur. DSC bu ölçümler için en sık kullanılan tekniktir, ancak katılaşma sırasında aşırı soğutmadan kaçınmak için dikkatli olunmalıdır (özellikle metal alaşımları için kritiktir). Numune zaman sabitleri ve sıcaklık rampa hızları dikkatle değerlendirilmelidir. Çoğu metal alaşımının solidus/liquidus sıcaklıkları lazer flaş tekniğiyle de ölçülebilir (Termal İletkenlikTermal iletkenlik (W/(m-K) birimiyle λ), sıcaklık gradyanının bir sonucu olarak enerjinin - ısı şeklinde - kütleli bir cisim boyunca taşınmasını tanımlar (bkz. Şekil 1). Termodinamiğin ikinci yasasına göre, ısı her zaman düşük sıcaklık yönünde akar.termal iletkenlik/Termal DifüziviteTermal difüzivite (mm2/s birimiyle a), kararsız ısı iletimini karakterize etmek için malzemeye özgü bir özelliktir. Bu değer, bir malzemenin sıcaklıktaki bir değişikliğe ne kadar hızlı tepki verdiğini açıklar.termal difüzivite verileri aracılığıyla) ve dilatometri hem iletkenler hem de yalıtkanlar için kullanılabilir. Çok yüksek sıcaklıklarda eriyen malzemeler için, bazen sıcaklık ölçümü için optik pirometreler kullanılarak termal tutuklama kullanılır. Her şey düşünüldüğünde, DSC en çok yönlü ve doğru yöntemdir.
O/M Oranı
Bu şekil ısıtma sırasındaki O/M oranını göstermektedir. Bu değerler, birden fazla kısmi oksijen basıncı (PO2) altında ölçülen TGA verilerinden hesaplanmıştır. Isıtma sırasında, O/M ≈1000°C'de düşmeye başlar ve numune üzerindeki değişken PO2'den kaynaklanan açıkça farklı azalma oranları vardır.
Nükleer Güvenlik, Performans ve Malzeme Araştırmaları
NETZSCH Analyzing & Testing, nükleer araştırma, yakıt geliştirme, güvenlik değerlendirmesi ve malzeme kalifikasyonunu destekleyen kanıtlanmış termal analiz çözümleri sunar. Cihazlarımız, kontrollü ve tekrarlanabilir koşullar altında nükleer malzemelerin termal davranışını, kararlılığını ve termofiziksel özelliklerini araştırmak için dünya çapında araştırma enstitülerinde, endüstride ve devlet laboratuvarlarında kullanılmaktadır.
İndirmeler ve Medya
Broşürler
İlgili Cihazlar
Uygulama Literatürü
Danışmanlık & Satış
Cihaz ve yöntem hakkında başka sorularınız var mı ve bir satış temsilcisi ile görüşmek ister misiniz?
Servis ve Destek
Halihazırda bir cihazınız var ve teknik desteğe veya yedek parçaya mı ihtiyacınız var?