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Investigations of the hydrogen diffusion and distribution in Zirconium by means of Neutron Imaging = Neutronenradiographie- und -tomographieuntersuchungen der Wasserstoffdiffusion und -verteilung in Zirkonium

Grosse, M.; Santisteban, J. R.; Bertsch, J.; Schillinger, B.; Kaestner, A.; Daymond, M. R.; Kardjilov, N.

Abstract:
Als Material für Brennstabhüllrohre in Leichtwassereaktoren werden Zirkonium-Legierungen verwendet. Wenn diese Wasserstoff aufnehmen, verschlechtern sich ihre mechanischen Eigenschaften. Dabei wird die Zähigkeit der Materialien nicht nur durch die Menge des absorbierten Wasserstoffs, sondern auch von der Orientierung und Verteilung der Hydride beeinflusst. Zum Beispiel ist der sogenannte verzögerte Wasserstoffbruch von der diffusionsgesteuerten Umverteilung des Wasserstoffs zum Gebiet vor einer Rissspitze verursacht, welches elastisch gedehnt ist. Dieser Artikel präsentiert Ergebnisse von in-situ Neutronenradiographie-Studien der Wasserstoffaufnahme in gedehnten Zircaloy-4-Proben, und ex-situ Untersuchungen zur Wasserstoffdiffusion in kaltgewalzten Zircaloy-2 und Zr2.5%Nb-Legierungen in Abhängigkeit von Temperatur, Walzrichtung und Wärmebehandlung sowie zur Umverteilung des Wasserstoffs in der b-Phase von Zircaloy-4 während eines Drei-Punkt-Biege-Test bei 600°C.

Abstract (englisch):
Absorbed hydrogen degrades the mechanical properties of zirconium alloys used for nuclear fuel claddings. Not only the total amount of hydrogen absorbed in the cladding tube but also the zirconium hydride orientation and its distribution influence the toughness of the material. For instance, the so-called delayed hydride cracking is caused by the diffusive re-distribution of hydrogen into the dilative elastic strain field ahead of crack tips. The paper presents in-situ and ex-situ neutron imaging investigations of hydrogen uptake, diffusion and distribution in zirconium alloys used for claddings. ... mehr



Originalveröffentlichung
DOI: 10.3139/124.110946
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Zitationen: 2
Web of Science
Zitationen: 1
Zugehörige Institution(en) am KIT Institut für Angewandte Materialien - Angewandte Werkstoffphysik (IAM-AWP)
Publikationstyp Zeitschriftenaufsatz
Publikationsmonat/-jahr 12.2018
Sprache Englisch
Identifikator ISSN: 0932-3902, 2195-8580
KITopen-ID: 1000089234
HGF-Programm 32.02.11 (POF III, LK 01) Auslegungsüberschreitende Störfälle
Erschienen in Kerntechnik
Verlag Carl Hanser Verlag
Band 83
Heft 6
Seiten 495–501
Nachgewiesen in Web of Science
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