Aplicación de la Técnica de LIBS a la detección de trazas y estudios de su movilidad vía difusión en materiales de uso nuclear
2021
Tesista | Carlos Eduardo ARARAT IBARGÜEN Químico - Universidad del Cauca - Colombia Doctor en Ciencia y Tecnología, Mención Materiales, Instituto Sabato UNSAM/CNEA - Argentina |
Directores | Dr. Rodolfo Ariel Pérez. CNEA - Argentina |
Lugar de realización | División Difusión, Gerencia Materiales. CNEA, CAC - Argentina |
Fecha Defensa | 28/06/2021 |
Jurado | Dr. Jorge O. CÁCERES GIANNI . Unuv. Complutense – España |
Código | ITS/TD-151/2021 |
Título completo
Aplicación de la Técnica de LIBS a la detección de trazas y estudios de su movilidad vía difusión en materiales de uso nuclear
Resumen
En este informe se presentan los trabajos realizados a partir de la adquisición de un
equipo comercial LIBS y su adaptación para la determinación de coeficientes de
difusión, particularmente en materiales metálicos de uso en instalaciones nucleares.
Se describen las operaciones de puesta a punto, optimización y calibración de las
distintas etapas del equipo, que sirven además como base para la correcta utilización del
mismo en variados trabajos. En particular, se adaptó la técnica a la determinación de
coeficientes de difusión a dilución infinita, agregando a la única técnica (único cráter)
reportada en la literatura hasta el momento de el planteamiento de esta tesis, y dos
disposiciones adicionales: barrido lateral y seccionamiento directo, obteniéndose
resultados comparables con técnicas convencionales de seccionamiento con
radiotrazadores, encontrando una serie de ventajas simplificadoras a la técnica recién
mencionada.
Se aplicó la técnica LIBS a la medición de Hidrógeno en aleaciones de base Zr,
constituyendo las primeras mediciones en su tipo referenciadas en la literatura con este
tipo de técnica, la que, además permite obtener los parámetros que rigen la difusión con
una muy alta estadística de los puntos experimentales medidos.
Adicionalmente, se pudo estudiar la interdifusión entre elementos de aleaciones de
base Zr con los correspondientes a aceros inoxidables, determinando en forma
simultánea los parámetros que describen los complejos fenómenos de reacción-difusión
que tienen lugar.
Por último, se enumeran una serie de trabajos llevados a cabo en forma paralela a los
temas antes mencionados que abarcan un importante y diverso número de situaciones en
variadas disciplinas.
equipo comercial LIBS y su adaptación para la determinación de coeficientes de
difusión, particularmente en materiales metálicos de uso en instalaciones nucleares.
Se describen las operaciones de puesta a punto, optimización y calibración de las
distintas etapas del equipo, que sirven además como base para la correcta utilización del
mismo en variados trabajos. En particular, se adaptó la técnica a la determinación de
coeficientes de difusión a dilución infinita, agregando a la única técnica (único cráter)
reportada en la literatura hasta el momento de el planteamiento de esta tesis, y dos
disposiciones adicionales: barrido lateral y seccionamiento directo, obteniéndose
resultados comparables con técnicas convencionales de seccionamiento con
radiotrazadores, encontrando una serie de ventajas simplificadoras a la técnica recién
mencionada.
Se aplicó la técnica LIBS a la medición de Hidrógeno en aleaciones de base Zr,
constituyendo las primeras mediciones en su tipo referenciadas en la literatura con este
tipo de técnica, la que, además permite obtener los parámetros que rigen la difusión con
una muy alta estadística de los puntos experimentales medidos.
Adicionalmente, se pudo estudiar la interdifusión entre elementos de aleaciones de
base Zr con los correspondientes a aceros inoxidables, determinando en forma
simultánea los parámetros que describen los complejos fenómenos de reacción-difusión
que tienen lugar.
Por último, se enumeran una serie de trabajos llevados a cabo en forma paralela a los
temas antes mencionados que abarcan un importante y diverso número de situaciones en
variadas disciplinas.
Complete Title
Application of the LIBS Technique to trace detection and diffusion studies in nuclear materials
Abstract
This report presents the work carried out from the acquisition of a LIBS commercial
equipment and its adaptation for the determination of diffusion coefficients, particularly
in metallic materials used in nuclear facilities.
The operations of set-up, optimization and calibration of the different stages of the
equipment are described, which also serve as a basis for the correct use of it in various
jobs. In particular, the technique was adapted to the determination of diffusion
coefficients at infinite dilution, adding to the only technique (single crater) reported in
the literature up to the moment of the proposal of this thesis, and two additional
provisions: lateral scanning and sectioning. direct, obtaining results comparable with
conventional techniques of sectioning with radiotracers, finding a series of simplifying
advantages to the technique just mentioned.
The LIBS technique was applied to the measurement of Hydrogen in Zr-based alloys,
constituting the first measurements of its kind referenced in the literature with this type
of technique, which, in addition, allows obtaining the parameters that govern diffusion
with a very high statistic of the measured experimental points.
Additionally, it was possible to study the interdiffusion between elements of Zr-based
alloys with those corresponding to stainless steels, simultaneously determining the
parameters that describe the complex reaction-diffusion phenomena that take place.
Finally, a series of works carried out in parallel to the aforementioned topics are
listed, covering an important and diverse number of situations in various disciplines.
equipment and its adaptation for the determination of diffusion coefficients, particularly
in metallic materials used in nuclear facilities.
The operations of set-up, optimization and calibration of the different stages of the
equipment are described, which also serve as a basis for the correct use of it in various
jobs. In particular, the technique was adapted to the determination of diffusion
coefficients at infinite dilution, adding to the only technique (single crater) reported in
the literature up to the moment of the proposal of this thesis, and two additional
provisions: lateral scanning and sectioning. direct, obtaining results comparable with
conventional techniques of sectioning with radiotracers, finding a series of simplifying
advantages to the technique just mentioned.
The LIBS technique was applied to the measurement of Hydrogen in Zr-based alloys,
constituting the first measurements of its kind referenced in the literature with this type
of technique, which, in addition, allows obtaining the parameters that govern diffusion
with a very high statistic of the measured experimental points.
Additionally, it was possible to study the interdiffusion between elements of Zr-based
alloys with those corresponding to stainless steels, simultaneously determining the
parameters that describe the complex reaction-diffusion phenomena that take place.
Finally, a series of works carried out in parallel to the aforementioned topics are
listed, covering an important and diverse number of situations in various disciplines.
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