Análise de hidrogênio e estudo da formação de hidretos em liga zircaloy-4 para aplicações nucleares

Abstract

A demanda energética no Brasil vem aumentando nos últimos anos e, com a crise hídrica que o país vem enfrentando a energia nuclear se faz cada vez mais necessária não apenas no Brasil, como no mundo. No Brasil, emprega-se reatores nucleares à água pressurizada, que possuem vários componentes produzidos pela liga de zircônio denominada zircaloy-4, uma liga que possui diversas características que permitem sua utilização em aplicações nucleares, englobando o encamisamento do combustível nuclear. Entretanto, a liga apresenta uma alta permeação, ou seja, difusão de hidrogênio gasoso quando entra em contato com água em altas temperaturas. Essa absorção de hidrogênio pode levar a liga à fratura, causando o contato do líquido refrigerante presente no vaso de pressão com o combustível nuclear contaminando a água e propiciando acidentes. As análises realizadas, constatam que a hidretação em água à pressão de 150atm, e temperatura de 380ºC, não causa a difusão do hidrogênio, é necessário uma temperatura de no mínimo 400ºC. Para a hidretação via forno tubular com pressão de 150kPa de hidrogênio gasoso com temperatura máxima atingida de 700ºC, se faz necessário um tempo de 150min, já que com o tempo de 75 min, a microscopia mostra pequenas fissuras causadas pelo hidrogênio mas a difração de raio-X não apresenta a fase do hidreto de zircônio.