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    Tesis

    Aplicación de la Técnica de LIBS a la detección de trazas y estudios de su movilidad vía difusión en materiales de uso nuclear

    2021



    TesistaCarlos 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
    Dr. Manuel Iribarren. CNEA - Argentina

    Lugar de realización

    División Difusión, Gerencia Materiales. CNEA, CAC - Argentina

    Fecha Defensa28/06/2021
    Jurado

    Dr. Jorge O. CÁCERES GIANNI . Unuv. Complutense – España
    Dra. Patricia B. BOZZANO. CNEA - Argentina
    Dr. Gustavo L. VIGNA. CNEA - Argentina

    CódigoITS/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.

    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.

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