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

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.