Hidretação do Zircaloy-4 para a obtenção de pó de Zr / Zircaloy hydriding for obtaining Zr powder

AUTOR(ES)
FONTE

IBICT - Instituto Brasileiro de Informação em Ciência e Tecnologia

DATA DE PUBLICAÇÃO

01/03/2010

RESUMO

Combustíveis nucleares baseados em materiais compósitos como a dispersão de compostos de urânio em uma matriz de ligas de zircônio são uma alternativa possível para o avanço da tecnologia de geração nucleoelétrica. Um passo necessário para a obtenção desses combustíveis é a produção do pó da liga de Zircônio para ser utilizado como material da matriz metálica. Neste trabalho, buscou-se obter dados para especificar o processo de hidretação do Zircaloy para sua transformação em pó para uso em combustíveis nucleares do tipo dispersão. A hidretação foi realizada em fornos para fragilizar o material e facilitar o processo de cominuição. Os experimentos realizados neste trabalho incluem testes em um forno tubular e em um sistema TGA/DTA para o estudo da evolução do processo de hidretação. Vários testes foram realizados através de análise termogravimétrica, aplicando pressões de H2 de 25 e 50 kPa e temperaturas que variam de 20-670 C. O processo de hidretação tem inicio a partir de 400 C aproximadamente. As amostras submetidas a temperaturas menores que 400 C sob as condições apresentadas neste trabalho não foram hidretadas. O tempo de incubação para superar a camada de oxidação durou cerca de 20 minutos e, depois disso, a maior parte da reação ocorreu em aproximadamente 7 minutos. O nível de hidrogenação foi tão alto que os diferentes patamares de temperatura e diferentes pressões não afetaram a concentração de H nas amostras. A estequiometria final do hidreto, em condições atmosféricas, se situa entre 2,74 e 2,97 H para cada átomo de Zr na amostra, indicando que o metal foi completamente hidretado e as analises de difração de raios-X, mostraram a presença predominante de ZrHx nas fases ZrHx-δ e ZrHx-ε e alguns picos de ZrO2. As amostras hidretadas puderam ser facilmente cominuídas. O pó obtido através do processo de moagem apresentou um aspecto bem uniforme indicando uma hidretação homogênea nas amostras, mas com uma distribuição granulométrica heterogênea. Estes resultados mostram que para fragilizar o material com o objetivo de cominuição, requer apenas alguns minutos de hidrogenação sob as condições estudadas.

ASSUNTO(S)

hidretação combustível nuclear zircaloy-4 zircaloy-4, zr hydride, nuclear fuels fisica

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