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Enregistrement W4391662622 · doi:10.1149/ma2023-02121101mtgabs

The Influences of Traces of Oxygen and Sulfide on the Corrosion of Copper Under Canadian Nuclear Waste Disposal Conditions

2023· article· en· W4391662622 sur OpenAlexaffabout
S. Ramamurthy, Jian Chen, Dmitrij Zagidulin, Christina Lilja, Erik Bergendal, Mehran Behazin, Peter Keech, Nikitas Diomidis, James J. Noël, David W. Shoesmith

Notice bibliographique

RevueECS Meeting Abstracts · 2023
Typearticle
Langueen
DomaineMaterials Science
ThématiqueCorrosion Behavior and Inhibition
Établissements canadiensNuclear Waste Management OrganizationWestern University
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésCopperCorrosionSulfideRadioactive wasteOxygenWaste managementEnvironmental scienceCopper mineMetallurgyChemistryMaterials scienceEngineering

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

The Canadian repository concept for the permanent disposal of used nuclear fuel is to seal it in Cu-coated steel containers and dispose of it in a deep geological repository (DGR) surrounded by compacted bentonite clay. The Cu coating will be directly bonded on the steel vessel and lid using electro-deposition (ED-Cu), with the final container closure weld sealed with a cold-sprayed Cu deposit (CS-Cu). To assess the durability of such a container, long-term corrosion experiments have been performed on CS-Cu and ED-Cu specimens, and compared with those performed on wrought Cu specimens provided by the Swedish Nuclear Fuel and Waste Management Company (SKB-Cu). Experiments were conducted in 3 M NaCl solutions containing traces of sulfide (< 10- 6 M) for exposure periods of ≥150 days. These conditions reflect a generic groundwater that may influence container corrosion in a Canadian DGR Since conditions in a DGR will evolve from initially oxic to eventually anoxic, experiments were conducted under three sets of redox conditions: (i) aerated (oxic) conditions; (ii) Ar-purged (oxic to anoxic transition conditions (with a dissolved [O2] ~ 10- 6 M)); and (iii) anaerobic chamber (anoxic) conditions ([O2] < 1.3 × 10- 9 M). The exposure process was followed using open circuit (i.e., corrosion) potential and polarization resistance (RP) measurements. Specimens were analyzed before and after corrosion using optical microscopy, scanning electron microscopy on surfaces and focused ion beam cut cross sections, Raman spectroscopy, and X-ray photoelectron/Auger spectroscopy. In all environments, all three types of specimens (ED-Cu, CS-Cu, SKB-Cu) showed similar behaviour. Under anoxic conditions, minor corrosion, indicated by large RP values, leading to the deposition of traces of chalcocite (Cu2S) (identified by Raman spectroscopy) and observed by SEM, indicated that corrosion could be attributed to reaction with the trace amounts of sulfide present in NaCl. In Ar-purged solutions, the RP values were approximately one order of magnitude lower (i.e., the corrosion rate was one order of magnitude higher) than those measured under anoxic conditions, and significant corrosion damage was observed in SEM micrographs. Both Cu2O and Cu2S were detected by Raman spectroscopy. The detection of oxidized sulfur species (SO3 2 - and SO4 2 -) on the corroded surface by XPS/Auger confirmed that even trace amounts of dissolved O2 led to sulfide oxidation and the possible formation of potentially more corrosive species such as thiosulfate (S2O3 2 -). Under aerated conditions, extensive corrosion occurred leading to the formation of green CuII products (atacamite (Cu2(OH)3Cl)) with no detectable Cu2S formation. Within the DGR, corrosion of Cu under anoxic conditions will be limited by the available supply of sulfide, which may be produced remotely at the host rock/clay interface and/or in the porewater within the rock fractures. In the presence of even trace of dissolved O2, the corrosion process is significantly accelerated with the formation of potentially aggressive oxidized sulfur species. Under aerated conditions, extensive corrosion due to reaction with O2 leads to the deposition of CuII deposits. On the time scale of these experiments with only trace of sulfide present, no detectable conversion of copper oxide to Cu2S was observed. Keywords: Copper; Sulfide; Corrosion; Nuclear waste disposal

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,001
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: Expérimental (laboratoire)
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,273
Score d'incertitude au seuil0,549

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,001
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,001
Études des sciences et des technologies0,0010,001
Communication savante0,0010,000
Science ouverte0,0010,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,000

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.

Tête enseignante Opus0,022
Tête enseignante GPT0,258
Écart entre enseignants0,236 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_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 découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeExpérimental (laboratoire)
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations0
Publié2023
Routes d'admission2
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