Оптимизация толщины защитного хромового покрытия оболочки ТВЭЛа

Ключевые слова: РОР, РФА ПВО, КОРРОЗИЯ, ОБОЛОЧКА ТВЭЛА

Аннотация

Ранее выполненные нами исследования эффективности повышения коррозионной стойкости оболочки ТВЭЛа за счет использования наноразмерного хромового покрытия, нанесенного на ее внешнюю поверхность, показало, что применение Cr пленки толщиной около 20 нм повышает коррозионную стойкость оболочки не менее чем в полтора раза [1]. В данной работе была поставлена задача поиска оптимальной толщины такого покрытия. Методами РОР и РФА ПВО выполнен сравнительный анализ влияния термобарической обработки на немодифицированную оболочку ТВЭЛа и на оболочки с хромовым покрытием толщиной 10, 30 и 50 нм. Как и в предыдущей работе, обработка выполнялась с использованием специализированной ячейки при температуре 400С и давлении 100 атм в течение 60 часов. Экспериментальные измерения показали, что толщина верхнего глубоко окисленного слоя изученных объектов составила 3650 нм для немодифицированной оболочки и 1700, 1900 и 2000 нм для модифицированных структур с Cr покрытием толщиной 10, 30 и 50 нм, соответственно. При этом толщина поверхностных слоев, содержавших водород, для исходной оболочки равнялась 3200 нм, а для модифицированных структур – 140, 160 и 165 нм для пленок толщиной 10, 30 и 50 нм. Сопоставление результатов, полученных в процессе выполнения представленных в данной работе исследований, и данных, опубликованных в предварительно выполненных измерениях [1], дает основание полагать, что толщина хромового покрытия, оптимально предохраняющая оболочку ТВЭЛа от коррозии в результате воздействия на него пароводяной смеси высоких параметров составляет величину, близкую к 15 нм. Представлена модель механизма воздействия перегретой пароводяной смеси на поликристаллический материал оболочки ТВЭЛа в условиях наличия/отсутствия наноразмерного хромового покрытия.

Keywords: RBS, TXRF, CORROSION, SHELL OF FUEL ROD

Abstract