Czeskie rozwi±zanie problemu korozji prêtów paliwowych uzyska³o patent w USA
23.02.2021r. 15:59
www.cire.pl | Obserwuj nas na facebook.com/energetyka

Czescy naukowcy otrzymali patent w USA za odkrycie, ¿e pow³oka z polikrystalicznego diamentu mo¿e znacz±co chroniæ prêty paliwowe przed korozj± zarówno podczas normalnej pracy reaktora, jak i podczas awarii.
Naukowcy z Czeskiego Instytutu Informatyki, Robotyki i Cybernetyki Politechniki Czeskiej (CTU CIIRC) oraz Instytutu Fizyki Akademii Nauk Republiki Czeskiej (FZU AV ÈR) w kwietniu ubieg³ego roku uzyskali patent na tê technologiê równie¿ w UE.
Posiadanie amerykañskiego patentu oznacza, ¿e naukowcy "maj± teraz dostêp do rynku najwiêkszej liczby reaktorów j±drowych na ¶wiecie", powiedzia³ rzecznik CTU CIIRC. Wszystkie 94 reaktory j±drowe dzia³aj±ce w USA oraz dwa w budowie bêd± mog³y korzystaæ z tej opatentowanej metody ochrony powierzchni prêtów paliwowych przed korozj±, co wyd³u¿y ¿ywotno¶æ prêtów paliwowych zarówno w warunkach standardowych, jak i awaryjnych.
Rozwi±zanie zosta³o opatentowane w Czechach w 2015 r. przez Radka ©kodê, Jana ©karohlída (wówczas z Wydzia³u Mechanicznego Politechniki Czeskiej) oraz Irenê Kratochvílov±, Franti¹ka Fendrycha, Andy'ego Taylora (z Instytutu Fizyki ASCR).
"Unikalne rozwi±zanie polega na pokryciu powierzchni prêtów paliwowych cienk± warstw± polikrystaliczno-diamentow±. Bardzo cienka warstwa nanokryszta³ów diamentu znacznie pogarsza warunki korozji pod³o¿a cyrkonowego w reaktorze j±drowym, nawet o kilkadziesi±t proc." - powiedzia³a Kratochvílová.
"Dzia³anie antykorozyjne pow³oki z polikrystalicznego diamentu jest bardzo specyficzne: oprócz ograniczenia bezpo¶redniego kontaktu metalowego pod³o¿a z otoczeniem, wêgiel przenika z warstwy diamentu do pod³o¿a wraz ze wzrostem temperatury i zmienia jego w³a¶ciwo¶ci fizyko-chemiczne. Zmniejsza to prawdopodobieñstwo korozji cyrkonu i przenikania wody".
Wed³ug CTU CIIRC, wypadek w elektrowni j±drowej Fukushima Daiichi w Japonii zainspirowa³ ich badania. Patent zosta³ wsparty dalszymi badaniami i szeroko zakrojonymi testami w ramach programu ALFA finansowanego przez Technology Agency of the Czech Republic (TACR) we wspó³pracy z amerykañsk± firm± Westinghouse. Naukowcy z³o¿yli wniosek o patent w USA w 2016 r., a w tym miesi±cu zosta³ on potwierdzony przez Urz±d Patentowy Stanów Zjednoczonych.
Podstawowym celem badañ by³o ograniczenie lub zapobie¿enie utlenianiu cyrkonu w wysokiej temperaturze w sytuacjach awaryjnych przy temperaturach powy¿ej 800 stopni C. Podczas tej egzotermicznej reakcji uwalniana jest ogromna ilo¶æ ciep³a, ale tak¿e wodór, który mo¿e eksplodowaæ, skorodowane prêty cyrkonu mog± pêkaæ i uwalniaæ substancje promieniotwórcze do obwodu pierwotnego reaktora. Uwolnienie ciep³a dodatkowo komplikuje proces ch³odzenia rdzenia i wzmacnia tempo dalszego przebiegu wysokotemperaturowego utleniania stopu cyrkonu. Zgodnie z patentem ten rodzaj korozji stopów cyrkonu jest redukowany poprzez pokrycie zewnêtrznej powierzchni paliwa j±drowego warstw± ochronn± sk³adaj±c± siê z warstwy polikrystalicznego diamentu.
"Dalsze badania potwierdzi³y znaczny potencja³ tego rozwi±zania nawet w temperaturach normalnej pracy reaktora, wyd³u¿aj±c tym samym ¿ywotno¶æ paliwa, które jest typowo usuwane z reaktora ze wzglêdu na skorodowan± powierzchniê. Zatem rozwi±zanie to znacznie zmniejsza obci±¿enie dla ¶rodowiska" - powiedzia³ CTU CIIRC.
¬ród³o:
https://world-nuclear-news.org/Articles/Czech-solution-to-fuel-rod-corrosion-receives-US-pCzytaj równie¿: