Estudio de corrosión bajo tensión de aleaciones de circonio en vapores de yodo, en relación con las fallas de elementos combustibles nucleares por interacción pastilla-vaina. - Bojorge, Claudia (2003)
Los códigos de computación usados para simular el comportamiento de las vainas combustibles de Zircaloy (Zry) son alimentados con diferentes parámetros, entre ellos aquellos correspondientes al material tales como su resistencia mecánica, endurecimiento por irradiación, dependencia de las propiedades con la temperatura, etc. También es tenida en cuenta la susceptibilidad de la aleación a la corrosión bajo tensión (SCC) inducida por los productos de fisión; esto es generalmente introducido a través de la tensión tangencial umbral (sigma_sub_th) necesaria para promover este tipo de falla. Sin embargo, no se conoce realmente si la propagación podría ocurrir a tensiones menores, ya que normalmente no hay datos de ensayos realizados por más de 240 horas. El objetivo de este trabajo es, en un sentido general, la comprensión de los mecanismos involucrados en el fenómeno de SCC, para lo cual se propuso caracterizar materiales con distintas historias de fabricación midiendo dicha tensión umbral. Parte de este objetivo es aportar datos válidos a los programas de simulación de los reactores nucleares y dar una base más confiable para la predicción de fallas. Estas mediciones son hechas para distintos tipos de vainas (Atucha y CAREM), y bajo condiciones de temperatura de 350 grados C y 400 grados C. Con tal propósito, se estudió la SCC inducida por Yodo en las vainas de Zry mediante la técnica de tubos presurizados, la cual es experimentalmente simple y permite un control de las tensiones actuantes sobre la pared de la vaina, mientras que el resto de los parámetros permanecen constantes. Los ensayos realizados con tubos Atucha mostraron, tanto a 350 grados C como a 400 grados C, un comportamiento consistente, en lo que respecta a tensiones aplicadas sobre las paredes versus tiempo de falla, y los valores obtenidos de sigma_sub_th fueron 390 y 200MPa respectivamente. Con los tubos CAREM no sucedió lo mismo: en el caso de las probetas ensayadas a 350 grados C la respuesta frente a la SCC fue impredecible, probablemente debido a la influencia de defectos superficiales de fabricación, no lográndose entonces estimar un valor de sigma_sub_th; a 400 grados C sí se pudo obtener un valor de sigma_sub_th, de aproximadamente 180MPa, pero el material manifestó una importante inestabilidad plástica