Кинетика проникновения водорода через твэльные оболочки из сплава Zr-1%Nb

Abstract

Описана методика и результаты измерений водородопроницаемости твэльных оболочек из сплава Zr-1% Nb в зависимости от температуры 923…1123 К и давления (0,1…1,4)·104 Па. Показано, что лимитирующей стадией процесса проникновения водорода в диапазоне температур 923…1023 К является диффузия, а при повышении температуры до 1073…1123 К определяющими становятся процессы на поверхности мембраны. При этом величина энергии активации меняется от 74 до 278,5 кДж/моль. Обсуждается и анализируется факт смены физических механизмов, ограничивающих процесс проникновения водорода, с ростом температуры.

Описана методика і результати вимірювань водневої проникности твельних оболонок із сплавуZr-1% Nb залежно від температури 923…1123 К і тиску (0,1…1,4)·104 Па. Показано, що лімітуючою стадією процесу проникнення водню в діапазоні температур 923…1023 К є дифузія, а при підвищенні температури до 1073…1123 К визначаючими стають процеси на поверхні мембрани. При цьому величина енергії активації міняється від 74 до 278,5 кДж/моль. Обговорюється і аналізується факт зміни фізичних механізмів, що обмежують процес проникнення водню, із зростанням температури.

The methodics and the results are described of measurements of hydrogen permeation through fuel claddings made of Zr-1% Nb alloy in dependence on temperature 923…1123 К and pressure (0,1…1,4)·104 Па. It is shown that the limiting stage of hydrogen penetration process in the temperature range of 923…1023 К is diffusion, but when temperature increases to 1073…1123 К, the main role plays the processes on the membrane surface. At the same time activation energy of hydrogen permeability changes from 74 to 278.5 кJ/mole. The fact is discussed and analyzed of the changing of physical mechanisms which limits hydrogen penetration process with temperature increase.