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dc.contributor.author
Santisteban, Javier Roberto
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dc.contributor.author
Buitrago Montañez, Nayibe Lucia
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dc.contributor.author
Moya Riffo, Alvaro Esteban
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dc.contributor.author
Soria, Sergio Raul
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dc.contributor.author
Baruj, Alberto Leonardo
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dc.contributor.author
Schulz, M.
dc.contributor.author
Grosse, M.
dc.contributor.author
Luzin, V.
dc.contributor.author
Hache, M.
dc.contributor.author
Barrow, L.
dc.contributor.author
Daymond, M. R.
dc.date.available
2023-10-30T11:55:53Z
dc.date.issued
2022-01
dc.identifier.citation
Santisteban, Javier Roberto; Buitrago Montañez, Nayibe Lucia; Moya Riffo, Alvaro Esteban; Soria, Sergio Raul; Baruj, Alberto Leonardo; et al.; Diffusion of H in Zircaloy-2 and Zr-2.5%Nb rolled plates between 250 °C and 350 °C by off-situ neutron imaging experiments; Elsevier Science; Journal of Nuclear Materials; 561; 1-2022; 1-15
dc.identifier.issn
0022-3115
dc.identifier.uri
http://hdl.handle.net/11336/216339
dc.description.abstract
Zirconium alloys in nuclear power plants operate in high-pressure water at temperatures between 250 and 350 °C. Hydrogen (or deuterium) ingress due to waterside corrosion and if the solubility is exceeded H precipitates as a brittle hydride phase. Degradation mechanisms involve the accumulation of these brittle hydrides at cold spots or crack tips, as a result of H redistribution in response to thermal and stress gradients, respectively. Knowledge of H diffusion coefficients at operating temperatures is central to evaluating the rate of hydride accumulation and crack growth velocity. We determine the diffusion coefficients of H in Zircaloy-2 and Zr-2.5%Nb rolled plates at 250 °C, 300 °C and 350 °C along the rolling and normal directions by neutron imaging experiments with sensitivity of 5 wt ppm H for a spatial resolution 0.04 mm × 2 mm. These values were evaluated from H concentration profiles measured at room temperature on specimens of dimensions 10×10×4 mm3 containing a hydride layer on one face, after annealing treatments between 60 and 600 min. This allowed the identification of a transition zone of 200–300 μm between the hydride layer and the Zr alloy material, composed by large, sparsely distributed hydrides. In Zircaloy-2 plates, no substantial differences were observed in H diffusion along different directions or metallurgical conditions, and diffusion coefficients (0.6 ± 0.1 10−10 m2/s at 300 °C). By contrast, in hot rolled Zr-2.5%Nb plates the diffusion along the rolling direction (5.5 ± 0.5 × 10−10 m2/s at 300 °C) was much faster than along the normal direction (2.5 ± 0.7 10−10 m2/s at 300 °C), very likely due to H diffusing along the continuous network of β filaments. After a thermal treatment of 3 h at 860 °C the plate microstructure changed generating radically changed H diffusion coefficients, resulting in H diffusion being much faster along the normal direction (4.0 ± 0.5 10−10 m2/s at 300 °C) than along the rolling direction (1.4 ± 0.5 10−10 m2/s at 300 °C).
dc.format
application/pdf
dc.language.iso
eng
dc.publisher
Elsevier Science
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dc.rights
info:eu-repo/semantics/restrictedAccess
dc.rights.uri
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar/
dc.subject
HYDROGEN EMBRITTLEMENT
dc.subject
NEUTRON IMAGING
dc.subject
SOLID DIFFUSION
dc.subject
ZIRCONIUM ALLOYS
dc.subject.classification
Ingeniería de los Materiales
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dc.subject.classification
Ingeniería de los Materiales
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dc.subject.classification
INGENIERÍAS Y TECNOLOGÍAS
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dc.title
Diffusion of H in Zircaloy-2 and Zr-2.5%Nb rolled plates between 250 °C and 350 °C by off-situ neutron imaging experiments
dc.type
info:eu-repo/semantics/article
dc.type
info:ar-repo/semantics/artículo
dc.type
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.date.updated
2023-10-26T15:16:04Z
dc.journal.volume
561
dc.journal.pagination
1-15
dc.journal.pais
Países Bajos
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dc.journal.ciudad
Amsterdam
dc.description.fil
Fil: Santisteban, Javier Roberto. Comisión Nacional de Energía Atómica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina
dc.description.fil
Fil: Buitrago Montañez, Nayibe Lucia. Comisión Nacional de Energía Atómica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina
dc.description.fil
Fil: Moya Riffo, Alvaro Esteban. Comisión Nacional de Energía Atómica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina
dc.description.fil
Fil: Soria, Sergio Raul. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro | Universidad Nacional de Cuyo. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; Argentina
dc.description.fil
Fil: Baruj, Alberto Leonardo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro | Universidad Nacional de Cuyo. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro; Argentina
dc.description.fil
Fil: Schulz, M.. Technische Universitat München; Alemania
dc.description.fil
Fil: Grosse, M.. Institut für Angewandte Materialien; Alemania
dc.description.fil
Fil: Luzin, V.. No especifíca;
dc.description.fil
Fil: Hache, M.. Queens University; Canadá
dc.description.fil
Fil: Barrow, L.. Queens University; Canadá
dc.description.fil
Fil: Daymond, M. R.. Queens University; Canadá
dc.journal.title
Journal of Nuclear Materials
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dc.relation.alternativeid
info:eu-repo/semantics/altIdentifier/url/https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022311522000435
dc.relation.alternativeid
info:eu-repo/semantics/altIdentifier/doi/http://dx.doi.org/10.1016/j.jnucmat.2022.153547
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