Study of Zircaloy-4 fuel cladding corrosion using ion beams - Application to long term disposal of nuclear wastes

AC

Role of proton irradiation and relative air humidity on iron corrosion

This paper presents a study of the effects of proton irradiation on iron corrosion. Since it is known that in humid atmospheres, iron corrosion is enhanced by the double influence of air and humidity, we studied the iron corrosion under irradiation with a 45% relative humidity. Three proton beam intensities (5, 10 and 20 nA) were used. To characterise the corrosion layer, we used ion beam methods (Rutherford Backscattering Spectrometry (RBS), Elastic Recoil Detection Analysis (ERDA)) and X-ray Diffraction (XRD) analysis. The corrosion kinetics are plotted for each proton flux. A diffusion model of the oxidant species is proposed, taking into account the fact that the flux through the surface is dependent on the kinetic factor K. This model provides evidence for the dependence of the diffusion coefficient, D, and the kinetic factor, K, on the proton beam intensity. Comparison of the values for D with the diffusion coefficients for thermal oxygen diffusion in iron at 300 K suggests an enhancement due to irradiation of 6 orders of magnitude

Use of the point defect model to interpret the iron oxidation kinetics under proton irradiation

This article concerns the study of iron corrosion in wet air under mega-electron-volt proton irradiation for different fluxes at room temperature and with a relative humidity fixed to 45%. Oxidized iron sample surfaces are characterized by ion beam analysis (Rutherford backscattering spectrometry and elastic recoil detection analysis), for the elemental analysis. The structural and physicochemical characterization is performed using the x-ray photoelectron spectroscopy and transmission electron microscopy techniques. We have also measured the iron oxidation kinetics. Radiation enhanced diffusion and transport processes have been evidenced. The modeling of the experimental data shows that the apparent oxygen diffusion coefficient increases whereas the oxygen transport velocity decreases as function of flux. Finally, the point defect model has been used to determine the electric field value in the samples. Results have shown that the transport process can be attributed to the presence of an electrical potential gradient

Microbial induced corrosion in French concept of nuclear waste underground disposal

International audienc

Les matériaux du centre industriel de stockage géologique Cigéo

L'exploitation du centre de stockage Cigéo s'étendra sur une centaine d'années. Durant cette période et bien au-delà de celle-ci - sur plusieurs siècles -, la sûreté de l'installation devra être maintenue et la radioactivité confinée pour protéger l'homme et l'environnement. Des ouvrages aux matrices de conditionnement des déchets, les matériaux forment la clé de voûte du projet. Les travaux de R&D menés depuis plusieurs années par les équipes françaises ont permis de connaître les processus de corrosion des aciers et d'identifier les matériaux disposant des propriétés les plus robustes et les plus durables pour pallier ces difficultés. Si la conception de Cigéo repose aujourd'hui sur l'utilisation de matériaux éprouvés faisant l'objet d'un important retour d'expérience, la R&D doit se poursuivre, y compris pendant la phase d'exploitation de l'installation, pour optimiser la conception du stockage et des colis de déchets

Modification des cinétiques d'hydruration d'une surface métallique par implantation ionique / par Didier Crusset

Collection : Rapport CEA ; 5631Mécénat texte imprimé : Cet ouvrage a été numérisé grâce à Floricia et Flavien CrussetContient une table des matièresAvec mode text