Rad-Enthüllungen: Zukünftige Kraftstoffdesigns aus Edelmetallen

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Rad Enthüllungen aus EdelmetallenIn einem kürzlich durchgeführten Experiment verbanden Forscher tellurhaltige Partikel in Uraniumdioxid-Brennstoff mit der anschließenden Bildung und dem Zerreißen von Hochdruckgasblasen.

Brüche können den Brennstoff und seine schützende äußere Schicht, die als Hülle bezeichnet wird, beschädigen.

Die Ergebnisse werden in einem Forschungspapier auf der Titelseite der Ausgabe vom 21.

März der Zeitschrift Physical Chemistry Chemical Physics ausführlich dargestellt.Das Experiment des Teams wurde von der Nuclear Process Science Initiative (NPSI) der PNNL gesponsert.

Die Forschung ist die jüngste in einer Reihe von NPSI-finanzierten Untersuchungen, die Erkenntnisse über das Verhalten von Edelmetallphasenpartikeln (NMP) in Kernbrennstoff während des Reaktorbetriebs erbracht haben.

Eine noble AnfrageIn der Vergangenheit ging man davon aus, dass winzige NMP-Partikel, die überall in gebrauchtem Kernbrennstoff gefunden wurden, aus fünf Metallen bestehen: Ruthenium, Molybdän, Palladium, Technetium und Rhodium.

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Vor einigen Jahren haben Forscher des NPSI ein sechstes Metall, Tellur, entdeckt.In einer anschließenden Studie wurden diese Partikel zum ersten Mal auch innerhalb der Zirkoniumhülle des Brennstoffs in der Nähe der Grenzfläche zum Brennstoff gefunden.

Ausgehend von dieser Entdeckung stellten die Forscher die Hypothese auf, dass zerplatzende Gasblasen dafür verantwortlich waren, dass die Partikel in die Hülle geschleudert wurden.”Die Arbeit des NPSI erweitert die Informationen über Edelmetallphasenpartikel dramatisch”, meint Jon Schwantes, ein PNNL-Chemiker.

Schwantes leitet den Forschungsschwerpunkt “Nukleare Sicherheit” am NPSI und ist Hauptautor der kürzlich erschienenen Zeitschrift “A new non-diffusional gas bubble production route in used nuclear fuel: implications for spission gas release, cladding corrosion, and next generation fuel design”.

“Vom Partikel zur GasblaseZur Durchführung des letzten Experiments verwendete das Team eine abgebrannte Brennstoffprobe, die in einem kommerziellen Reaktor im Zeitraum von 1979 bis 1992 bestrahlt wurde.

Sie setzten verschiedene Instrumente im Radiochemischen Verarbeitungslabor der PNNL ein, um die Probe zu charakterisieren, darunter Raster- und Transmissionselektronenmikroskope, die beide mit Energie….

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