Corrosion Properties of Oxidized Metallic Uranium and Uranium Carbide
Notice bibliographique
Résumé
The long-term strategy for nuclear waste disposal involves the isolation and containment of spent fuel in a deep geological repository (DGR). CANDU fuel pellets are made from uranium dioxide, which exhibits exceptional wasteform properties due to its remarkably low solubility under the neutral or slightly alkaline conditions expected in a DGR. However, in the early years of nuclear fuel development, some non-oxide fuel forms, such as metallic uranium or uranium carbide, were used to fuel research reactors in Canada. These legacy materials pose challenges for disposal in their current state due to their elevated reactivity, instability, and exothermic reaction with water, air, and hydrogen. These drawbacks can be alleviated, and the used fuel rendered suitable for safe disposal, by conditioning it to an oxide form before disposal. While extensive research has been performed to determine the corrosion behaviour of uranium dioxide materials, including SIMFUELs (UO2 containing non-radioactive forms of fission products) and undoped unirradiated specimens in the presence of H2O2 (a primary radiolytic oxidant) and the scavenging effect of dissolved H2 under container failure scenarios, this study investigates the composition of the oxide forms prepared from uranium carbide and the impact of H2 on their corrosion in the presence of H2O2. The composition and properties of oxide forms prepared from uranium carbide using different conditioning methods were studied using a suite of surface analytical techniques. Also, the influence of H2 on their corrosion was studied via electrochemical techniques in aqueous chloride solutions containing bicarbonate anions. The morphological characteristics of the specimens were noticeably distinct, with some structural variations attributed to their conditioning methods. The preliminary electrochemical studies showed that under Ar-sparged conditions, the corrosion potential was about -100 mV; a higher potential was observed upon H2O2 addition at a low concentration of 10-6 M, indicating further surface oxidation. In Ar/H2 (95%/5%)-sparged solution, the corrosion potential of the fuel specimen was around -450 mV before H2O2 addition. Post oxidant addition, the potential increased, which suggests that the oxidation of the fuel specimen was not suppressed by the presence of H2 at low H2O2 concentration, unlike what has been seen on CANDU fuel under the same conditions. Studies using other concentrations of H2O2 ranging from (0.1 µM to 50 µM) in the presence of H2 are ongoing to understand the influence of H2 on the fuel specimens.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
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Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| 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) | 0,001 | 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 source (Gemma direct ou Codex distillé), 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 ».