Определение содержания водорода и кислорода в реакторных материалах на газоанализаторе«ELTRA» ОН 900

23.04.2020 12:43

XVI Уральская конференция по спектроскопии. Тезисы докладов 2005

Г.В.Шишалова, М.А.Кулакова, Д.В.Заморский ФГУП «ГНЦ РФ НИИ атомных реакторов» 433510, Димитровград-10 Ульяновской обл.

Исследования твэлов водоохлаждаемых атомных реакторов показывают, что водород играет важную роль в образовании и развитии дефектов в их оболочках. Механизмы разрушения, связанные с образованием гидридов, известны, однако многие аспекты наводораживания и особенности поведения циркониевых сплавов, насыщенных водородом, исследованы недостаточно. Определение критических концентраций водорода, при которых начинается образование гидридных выделений в сплавах циркония, изучение зависимости этих концентраций от условий наводораживания, а также исследование проблемы выхода водорода из гидридных замедлителей в условиях облучения невозможно без чувствительных и точных методов количественного анализа водорода.

Для определения содержания водорода в металлах в НИИАР в течение многих лет используется метод спектрально-изотопного анализа. Внедрение компьютерной системы регистрации и математической обработки спектров позволило сократить время проведения анализа и снизить погрешность измерения концентрации водорода. Однако для решения новых материаловедческих задач требуется привлечение новых методов анализа, с одной стороны, более экспрессных, точных и чувствительных, с другой стороны, с возможностью одновременного определения содержания и других газов.

Один из таких методов - метод восстановительного плавления в потоке газа-носителя - реализован в газоанализаторе «ELTRA» ОН 900, предназначенном для быстрого и точного определения водорода и кислорода в металлах и сплавах.

В докладе изложены и обсуждены некоторые особенности методических разработок, выполненных на газоанализаторе «ELTRA» ОН 900 с целью определения содержания водорода и кислорода в различных сплавах и гидридах циркония, гафнии и титане. Приведены результаты определения содержания кислорода в образцах гафния и циркония. На примере количественного анализа водорода в гидридах циркония проведено сравнение данного метода с методом спектрально-изотопного уравновешивания, отмечена хорошая согласованность полученных результатов. Показано, что при исследовании циркониевых образцов на газоанализаторе снижается и погрешность измерения, причем наиболее существенно при определении низких концентраций. Разработана и метрологически аттестована методика определения содержания водорода в цирконии, титане и сплавах на их основе.

Существенным преимуществом данного метода является его экспрессность, что позволило провести комплекс работ по изучению влияния степени окисления на содержание водорода в циркониевых сплавах.

Достоинством газоанализатора «ELTRA» ОН 900, изготовленного по специальному заказу, является и то, что комплектация его выносным блоком с импульсной печью позволяет размещать этот блок в защитном боксе. Таким образом, появляется возможность для решения важной и специфической для НИИ атомных реакторов задачи исследования радиоактивных образцов.