PROCEDIMIENTOS PARA LA DETERMINACIÓN DENTRO DEL REACTOR DE LA SUSCEPTIBILIDAD DE UNA ALEACIÓN BASADA EN CIRCONIO A LA CORROSIÓN POR EFECTO SOMBRA.

Un procedimiento para determinar la susceptibilidad en el interior de un reactor de una aleación basada en circonio a corrosión por efecto sombra según una realización no limitante de la presente invención pueden incluir sumergir un primer electrodo (201) y un segundo electrodo (203) en una solución electrolítica (205).

El primer electrodo (201) puede estar formado de la aleación basada en circonio, mientras que el segundo electrodo (203) puede estar formado de un material metálico adecuado para su uso en un reactor nuclear y que tiene un mayor potencial de corrosión electroquímico que la aleación basada en circonio. El procedimiento puede incluir además irradiar el primer y segundo electrodos (201, 203) con radiación electromagnética (207). Puede medirse entonces una corriente galvánica entre el primer electrodo (201) y el segundo electrodo (203) con el fin de determinar la susceptibilidad en el interior de un reactor relativa de la aleación basada en circonio a la corrosión por efecto sombra. La presente invención permite un procedimiento simplificado y más rápido para desarrollar soluciones que mitigan la corrosión por efecto sombra, ahorrando potencialmente de este modo años de pruebas en el interior del reactor.

Procedimientos para la determinación dentro del reactor de la susceptibilidad de una aleación basada en circonio a la corrosión por efecto sombra ANTECEDENTES

Campo La presente divulgación se refiere a procedimientos para determinar la aparición de corrosión en materiales en el interior de un núcleo del reactor durante el funcionamiento de un reactor nuclear.

Descripción de la Técnica Relacionada Se sabe que una forma de corrosión potenciada por radiación conocida como “corrosión por efecto sombra” afecta adversamente a las aleaciones basadas en circonio en el interior de un núcleo de reactor durante el funcionamiento de un reactor nuclear. El mecanismo exacto de la corrosión por efecto sombra no se conoce, pero la corrosión se ha observado cuando una aleación basada en circonio está próxima a, o en contacto directo con, un metal distinto en un reactor.

La corrosión por efecto sombra es una preocupación referente al resultado y fiabilidad en la industria nuclear. Sin embargo, la corrosión por efecto sombra solo ha sido observada durante las operaciones en el interior del reactor y no se ha demostrado su aparición en ambientes de laboratorio. Como consecuencia, el desarrollo de diseños mitigantes es complejo, consume tiempo, y es caro, porque tales desarrollos implican necesariamente pruebas en el interior del reactor.

SUMARIO

Un procedimiento para determinar la susceptibilidad de una aleación basada en circonio a la corrosión por efecto sombra en el interior de un reactor según una realización no limitante de la presente invención puede incluir sumergir un primer electrodo y un segundo electrodo en una solución electrolítica. El primer electrodo puede estar hecho de la aleación basada en circonio, mientras que el segundo electrodo puede estar hecho de un material metálico adecuado para uso en un reactor nuclear y que tiene un mayor potencial de corrosión electroquímica que la aleación basada en circonio. El procedimiento puede además incluir irradiar los electrodos inmersos primero y segundo con radiación electromagnética; y medir una corriente galvánica entre el primer electrodo y el segundo electrodo con el fin de determinar la susceptibilidad de la aleación basada en circonio a la corrosión por efecto sombra en el interior de un reactor.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Las distintas características y ventajas de las realizaciones no limitantes que aquí se recogen pueden resultar más evidentes después de la revisión de la descripción detallada junto con los dibujos que la acompañan. Los dibujos adjuntos se proporcionan meramente con fines ilustrativos y no se debería interpretar que limitan el alcance de las reivindicaciones. Los dibujos adjuntos no deben considerarse como dibujados a escala a menos que se indique explícitamente. Con fines aclaratorios, pueden haberse exagerado distintas dimensiones de los dibujos.

La FIG. 1A ilustra la sombra de un asa de una pala de control de acero inoxidable sobre una superficie externa de una canal de aleación de circonio, donde las líneas oscuras ilustran la dimensión aproximada del asa de la pala de control.

La FIG. 1B ilustra el espesor del óxido en una región en sombra de un asa de una pala de control.

La FIG. 1C ilustra el espesor del óxido lejos de una región en sombra de un asa de una pala de control.

La FIG. 2 ilustra un procedimiento para determinar la susceptibilidad de una aleación basada en circonio a la corrosión por efecto sombra en el interior de un reactor según una realización no limitante de la presente invención.

La FIG. 3 ilustra el efecto de la iluminación UV sobre el comportamiento potencial de corrosión de electrodos de NSF, Zircaloy-4, Ziron, y X750 en una disolución de Na2SO4 0, 01 M a 25ºC, donde los electrodos de ensayo se han sumergido previamente durante 4 semanas en agua a 300ºC que contenía 1, 1 ppm de O2, según una realización no limitante de la presente invención.

La FIG. 4 ilustra la respuesta de corriente galvánica del acoplamiento de NSF y X750 en Na2SO4 0, 01 M a 25ºC (con y sin iluminación UV) según una realización no limitante de la presente invención.

La FIG. 5 ilustra la corriente galvánica de NSF o Ziron acoplados con la aleación X-750 en agua a 300ºC que contiene 1, 1 ppm de O2 (con y sin iluminación UV) según una realización no limitante de la presente invención.

DESCRIPCIÓN DETALLADA

Se debe entender que cuando se hace referencia a un elemento o capa como que está "sobre", "conectada con", "acoplada a" o "que cubre" otro elemento o capa, puede estar directamente sobre, conectada con, acoplada a, o cubriendo el otro elemento o capa o pueden estar presentes elementos o capas intermedios. En cambio, cuando se hace referencia a un elemento como que está "directamente sobre", "directamente conectado con" o "directamente acoplado a" otro elemento o capa, no hay elementos o capas intermedios presentes. Números iguales se refieren a elementos iguales a lo largo de toda la memoria descriptiva. Como se utiliza en la presente memoria, el término "y/o" incluye cualquiera y todas las combinaciones de uno o más de los elementos enumerados asociados.

Debe entenderse que, aunque los términos primero, segundo, tercero, etc. pueden usarse en la presente memoria para describir distintos elementos, componentes, regiones, capas y/o secciones, estos elementos, componentes, regiones, capas, y/o secciones no debe verse limitados por estos términos. Estos términos son utilizados solo para distinguir un elemento, componente, región, capa, o sección de otra región, capa, o sección. Por tanto, un primer elemento, componente, región, capa, o sección descrito a continuación podría ser llamado segundo elemento, componente, región, capa, o sección sin alejarse de las enseñanzas de las realizaciones ejemplares.

Los términos relativos al espacio (por ejemplo, "debajo", "bajo", "más abajo", "sobre", "parte superior" y similares) puede utilizarse en la presente memoria para facilitar la descripción para describir la relación de un elemento o característica con otro (s) elemento (s) o característica (s) como se ilustra en las figuras. Se debe entender que los términos relativos al espacio tienen la intención de abarcar diferentes orientaciones del dispositivo en uso o funcionamiento además de la orientación ilustrada en las figuras. Por ejemplo, si el dispositivo en las figuras está dado la vuelta, los elementos descritos como "bajo" o "debajo" de otros elementos o características estarían orientados "sobre" los otros elementos o características. Por tanto, el término "bajo" puede abarcar una orientación tanto sobre como bajo. El dispositivo puede estar orientado de otro modo (rotado 90 grados o en otras orientaciones) y los descriptores espaciales utilizados en la presente memoria interpretarse de forma adecuada.

La terminología utilizada en la presente memoria es solo para el propósito de describir distintas realizaciones y no está destinada a ser limitante de las realizaciones ejemplares. Como se utilizan en la presente memoria descriptiva, "un/una" y "el/la" pretenden incluir las formas plurales también, a menos que el contexto indique claramente lo contrario. Deberá entenderse además que los términos "incluye", "que incluye", "comprende" y/o "que comprende" cuando se utilizan en esta memoria descriptiva, especifican la presencia de características, números enteros, etapas, operaciones, elementos y/o componentes establecidos, pero no excluyen la presencia o la adición de una o más características, números enteros, etapas, operaciones, elementos, componentes y/o grupos de ellas.

Se describen realizaciones ejemplares en la presente memoria con referencia a ilustraciones de sección transversal que son ilustraciones esquemáticas de realizaciones idealizadas (y estructuras intermedias) de realizaciones ejemplares. Como tales, son de esperar variaciones de formas de las ilustraciones como resultado, por ejemplo, de las técnicas y/o tolerancias de fabricación. Por tanto, las realizaciones ejemplares no deben interpretarse como limitadas a las formas de regiones que se ilustran en la presente memoria descriptiva, sino que deben incluir las desviaciones en las formas como resultado, por ejemplo, de la fabricación. Por ejemplo, una región implantada representada como un rectángulo, normalmente, tendrá rasgos redondeados o curvos y/o un gradiente de la concentración de implante en sus bordes más que una cambio binario desde la región implantada a la región no implantada. Análogamente, una región enterrada formada por implantación puede tener como resultado algo de implantación en la región entre la región enterrada y la superficie a través de...

1. Un procedimiento para determinar la susceptibilidad en el interior de un reactor de una aleación basada en circonio a la corrosión por efecto sombra, caracterizado porque comprende:

sumergir un primer electrodo (201) y un segundo electrodo (203) en una solución electrolítica (205) , estando formado el primer electrodo (201) de la aleación basada en circonio, estando formado el segundo electrodo (203) de un material metálico adecuado para uso en un reactor nuclear y que tiene un mayor potencial de corrosión electroquímico que la aleación basada en circonio;

irradiar el primer y segundo electrodos (201, 203) inmersos con radiación electromagnética (207) ; y

medir una corriente galvánica entre el primer electrodo (201) y el segundo electrodo (203) con el fin de determinar la susceptibilidad relativa de la aleación basada en circonio a la corrosión por efecto sombra en el interior de un reactor.

2. El procedimiento de la reivindicación 1, caracterizado porque el primer electrodo (201) se dispone a una distancia de aproximadamente 0 a 100 mm del segundo electrodo (203) .

3. El procedimiento de la reivindicación 1, caracterizado porque el segundo electrodo (203) está formado de al menos uno de una aleación basada en hierro, una aleación basada en níquel, y platino.

4. El procedimiento de la reivindicación 1, caracterizado porque cada uno del primer y segundo electrodos (201, 203) tiene una capa de óxido formada sobre los mismos.

5. El procedimiento de la reivindicación 1, caracterizado porque la solución electrolítica (205) es al menos una de entre una solución salina, agua desionizada, agua destilada, y agua con una resistencia superior a 10 Mohm.

6. El procedimiento de la reivindicación 1, caracterizado porque la solución electrolítica (205) está a una temperatura de entre aproximadamente 20 y 400 grados Celsius.

7. El procedimiento de la reivindicación 1, caracterizado porque la radiación electromagnética (207) es luz ultravioleta.

8. El procedimiento de la reivindicación 1, caracterizado porque la corriente galvánica medida se compara con un valor de referencia derivada de medidas de materiales de referencia (213) .

9. El procedimiento de la reivindicación 8, caracterizado porque la aleación basada en circonio se considera menos preferida para su uso en el interior del reactor si la corriente galvánica medida supera un valor umbral.

10. El procedimiento de la reivindicación 9, caracterizado porque el valor umbral está más próximo a medidas basadas en un par Zircaloy/acero inoxidable o un par Zircaloy/Inconel que a medidas basadas en un par Zircaloy/Zircaloy.