The Effect of Alkali Metal and Alkaline Earth Metal Impurities on the Iodine-Induced Corrosion of CANDU Fuel Sheathing
Notice bibliographique
Résumé
During normal operation in Canada deuterium uranium (CANDU®) reactors, the stress corrosion cracking (SCC) of fuel sheathing is mitigated effectively, in part, using a thin graphite-based coating known as CANDU lubricant (CANLUB). Mechanisms typically proposed for the demonstrated SCC mitigation offered by CANLUB include lubrication and/or chemical interactions. An additional possibility, that was recently suggested, involves the sequestering of iodine through its interaction with alkali metal and/or alkaline earth metal impurities in the CANLUB coating. This possibility is supported by the systematic analysis and testing in this paper, wherein three prevalent impurities (Na, Ca, and Mg) found in CANLUB were incorporated into SCC slotted ring experiments as metal oxides. When the amount of metal oxide (Na2O, CaO, or MgO) matched or exceeded the amount of iodine (6 mmol = 16 mg/cm3), Na2O and CaO protected the rings from corrosion whereas MgO enhanced their corrosion. When Zircaloy-4 sheathing is subjected to mechanical stress, high temperature, and high concentrations of iodine vapor, it is better protected by siloxane coatings than by graphite-CANLUB coatings. Consequently, since metal impurities (Na, Ca, and Mg) are found more abundantly in siloxane coatings than in graphite-CANLUB coatings, Zircaloy-4 slotted rings were coated with graphite-CANLUB containing Na, Ca, and/or Mg at those more abundant concentrations. Since these concentrations remain below 6 mmol, SCC test results suggest that the siloxane's superior adhesion is an essential first step in preventing corrosion induced by 6 mmol of iodine.
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,003 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».