Science >> Wetenschap >  >> Chemie

Hoe zeewater kernbrandstof kan aantasten

Zeewater is een zeer corrosieve omgeving voor nucleaire brandstof. Dit komt omdat zeewater een aantal opgeloste zouten bevat, waaronder chloride-ionen, die kunnen reageren met het metalen oppervlak van splijtstof en zo een verscheidenheid aan corrosieproducten kunnen vormen. Deze corrosieproducten kunnen vervolgens leiden tot het falen van de splijtstof.

De meest voorkomende vorm van corrosie die in zeewater voorkomt is galvanische corrosie. Dit gebeurt wanneer twee ongelijke metalen met elkaar in contact komen in een elektrolytoplossing, zoals zeewater. Het actievere metaal (de anode) zal corroderen, terwijl het minder actieve metaal (de kathode) beschermd zal worden. In het geval van splijtstof is de bekleding van de uraniumlegering de anode, terwijl het roosterafstandsstuk van de zirkoniumlegering de kathode is.

Een ander type corrosie dat in zeewater kan optreden is putcorrosie. Dit gebeurt wanneer er kleine putjes op het metalen oppervlak ontstaan. Deze putten kunnen vervolgens groeien en uiteindelijk leiden tot het falen van het metaal. Putcorrosie wordt vaak veroorzaakt door de aanwezigheid van chloride-ionen in zeewater.

Spanningscorrosiescheuren zijn een ander type corrosie dat in zeewater kan voorkomen. Dit gebeurt wanneer een metaal wordt blootgesteld aan zowel spanning als een corrosieve omgeving. De spanning kan ervoor zorgen dat het metaal barst, en de corrosieve omgeving kan er vervolgens voor zorgen dat de scheur groeit. Spanningscorrosiescheuren worden vaak veroorzaakt door de aanwezigheid van chloride-ionen in zeewater.

De corrosie van kernbrandstof kan een aantal ernstige gevolgen hebben. Het kan leiden tot het falen van de splijtstof, waardoor radioactief materiaal in het milieu terecht kan komen. Dit kan verwoestende gevolgen hebben voor de menselijke gezondheid en het milieu.

Om de corrosie van splijtstof te voorkomen, worden een aantal verschillende technieken gebruikt. Deze omvatten het gebruik van corrosiebestendige materialen, zoals zirkoniumlegeringen, en het gebruik van beschermende coatings. Bovendien kan het gebruik van waterchemische controlemaatregelen helpen de corrosie van splijtstof te verminderen.