Estudio comparativo entre la difusión de U en Zry-4 y en Zr-α puro

Abstract

RESUMENPor medio de la espectrometría α se estudió la difusión de U en Zry-4 y se la comparó con la difusión en Zr-α puro en el rango de temperaturas que va de los 570 a los 820 ºC a fin de analizar el proceso difusivo en ambas matrices, sus similitudes y sus diferencias. Los valores del coeficiente de difusión D son sistemáticamen-te mayores en Zry-4, en tanto que su dependencia con la temperatura obedece a la ley de Arrhenius siendo D 0 = (3,2 ± 1,1) m 2 /s y Q = (316 ± 9) kJ mol -1 en contraposición con el Zr-α que presenta un apartamiento a dicha ley consistente en una curvatura en el gráfico ln (D) vs 1/T. Por debajo de 600 ºC la solubilidad del U en Zry-4 es menor que en Zr puro.Palabras clave: Difusión, espectrometría-α, Uranio, Zirconio, Zircaloy. ABSTRACTThroughout the α-spectrometry U diffusion in pure Zry-4 was studied and compared with pure α-Zr in the temperature range 843-1093 K in order to analyze the diffusion process in both matrices. D values are systematically higher in Zry-4 and its temperature dependence obeys the Arrhenius law being: D 0 = (3,2 ± 1,1) m 2 /s and Q = (316 ± 9) kJ mol -1 , whereas in α-Zr U diffusion present an apart to this law, consistent in a downward curvature in the ln(D) vs 1/T plot. Below 873 K U solubility in Zry4 is lower than in pure Zr.

Uranium Diffusion in Metals Used in Nuclear Facilities - A New Approach

“…The moderate increase in D values can be partially ascribed to the smaller grain size of Zry-4 (few tens of μm) with respect to pure α-Zr (several tens of mm); nevertheless being the diffusion depth profiles measured in [48] one order of magnitude lower, between 0.6 and 1.8 μm, this effect should not be very significant.…”

“…U diffusion in Zry-4: was also studied [48]. Samples of Zry-4 were annealed together with pure α-Zr in order to avoid systematic measurement errors when comparing.…”

“…Another interesting fact informed in [48] is that the alloying elements in Zry-4 diminish the U solubility, which is reflected in the complementary error function used to fit diffusion profiles below 763 K, presenting surface U retention.…”