Science advances by removing error, not by establishing truth. Chemistry of Elements N.N. Greenwood A. Earnshaw



Relevanta dokument
Kärnkraftspaketet ES. Henrik Sjöstrand tel )

Mätprincip Principle of measurement. Provtyp Sample type. ASTM E1621:2013 XRF Koppar/Kopparlegeringar Copper/Copper Alloys

Bilaga 2. Ackrediteringens omfattning. Kemisk analys /1313

Utveckling av Laser- och Ultraljudsbaserade metoder för förbättrad processövervakning. Tania Irebo

Överhettarkorrosion och materialavverkning. Anders Hjörnhede Vattenfall Power Consultant AB Göteborg

Dagvatten på biomassaeldade kraftvärmeverk

KÄRNKRAFT - DEN TUNGA INDUSTRINS FORMEL 1.

Johan Öijerholm Anders Jenssen. Författare: 2015:12

Beslut om utökad provning av reaktortryckkärl

Beslut om att förelägga OKG Aktiebolag att genomföra utredningar och analyser samt att komplettera säkerhetsredovisningen för reaktorn Oskarshamn 3

Metalliska material. Sammanfattande bedömning. Ämnesbeskrivning

Svar till SSM på begäran om komplettering rörande tillverkningsaspekter för ingående delar i kapseln

Studsvik Nuclear AB:s anläggningar. Erik Slunga

Pågående korrosionsforskning på SKB

Bränslerelaterade problem för överhettare och eldstadsväggar. Magnus Nordling

CorEr. Boden Energi AB utför prov med CoreEr i sopförbrännigspanna

Termisk åldring av rostfritt gjutstål

Prislista effektiv from rev. 3 Analyseringen följer tillgängliga ASTM-metoder

Jan-Erik Svensson. Energi och material Institutionen för Kemi och Kemiteknik Chalmers tekniska högskola

Makes Industry Grow. Rostfritt Material. Korrosion

ALLMÄNNA EGENSKAPER ///////////////////////////////////////////////////////////////

Utökad mellanlagring 1

Resa till Barsebäck och Risø, April

Metallforskning vid Institutionen för teknisk fysik, Chalmers

Rostdoktorn Dr. Sabina Ronneteg

Erfarenheter och resultat från Energiforsk Betongtekniskt program, kärnkraft. Monika Adsten, SSM:s forskningsdagar 20 november 2015

Dagvattenanläggningars långtidsfunktion. Godecke Blecken Forskarassistent Stadens Vatten/VA teknik Luleå Tekniska Universitet

NyhetsblAD nr. 2012:2

CANDOR Sweden AB. n

Ferrokromslagg är en biprodukt från tillverkning av ferrokrom och innehåller oxider av aluminium, magnesium och kisel.

Rostfritt stål i lastbärande konstruktioner. Varför rostfritt? Tobias Larsson

Granskning av analyser, utredningar och åtgärdsplaner avseende obehörigt intrång

Screening av takmaterial för identifiering av föroreningskällor till dagvatten. Alexandra Andersson Wikström

Tryckbärande delar och mekaniska komponenter

Beslut om åtgärd med klämförband i lockkylkrets

Utvärdering av sekventiella lakförsök

Sammanfattning av projekt avslutade under 2004 inom forskningsområdet material och kemi

Analystjänster och utrustningar på Swerea KIMAB. Exempel från tidigare utförda arbeten

Vad Uppsalaforskarna bör ta till sig för att öka sin trovärdighet, redovisat i 5 punkter

Metallåtervinning från avfallsaska

Gamla byggnader med vakuumisolering, mätningar och beräkningar

Prislista effektiv from rev. 5 Analyseringen följer tillgängliga ASTM-metoder

Kvalitet, säkerhet och kompetens

Spatiell och temporär variation i strålningsexponering av groddjur

[Work shop. Rent Stål. Work. Shop

Faktorer som påverkar korrosionshärdigheten hos metalliska material i badvatten

Stöd till Miljöorganisationernas kärnavfallsgranskning för arbete med använt kärnbränsle och annat radioaktivt avfall under 2018

Elektronik i svåra miljöer Utveckling av barriärer mot fukt, korrosion och extrema temperaturer - förstudie

Ärendenr: NV Till: Naturvårdsverket

Modellering av oförstörande provning med ultraljud: rörgeometrier

Sanering av Oskarshamns hamn. Oskarshamn harbour - The environmental problem. As Cd Cu Pb Zn. dioxins Hifab AB 1

BILAGA 5:5 JÄMFÖRELSE MELLAN RESULTAT AV METALLANALYSER UTFÖRDA MED XRF OCH PÅ LABORATORIUM

Strålsäkerhetsmyndighetens tillsyn av personstrålskydd Ett strålsäkert samhälle. Petra Hansson

Översikt över forskningen på kärnbränsle, termohydraulik och svåra haverier

Granskning av anmälan av tekniska ändringar, chockdämpare i lyftschakt

Skador i svenska kärnkraftanläggningars mekaniska anordningar

Profil. Niclas Stenberg

Strålsäkerhetsmyndighetens ISSN:

Föreläggande om ny helhetsbedömning av Oskarshamn 1

SANDVIK OM HÅLLBAR PRODUKTION OCH FRAMTIDA MÖJLIGHETER PETRA EINARSSON, VD, SANDVIK MATERIALS TECHNOLOGY

Varmförzinkat stål i kombination med rostfritt stål i infrastrukturen. Bror Sederholm

Växtfysiologi VT 2013

30 år efter kärnkraftsomröstningen. Sten-Olof Andersson

ANALYS AV TVÅ TYPER AV NICKELPULVER

DokumentID Handläggare Ulrik Kautsky SSM Kvalitetssäkrad av Olle Olsson Saida Engström Godkänd av

ALLMÄNNA EGENSKAPER ///////////////////////////////////////////////////////////////

Corrosion of Copper in oxygen free water

Handbok för nukleära byggnadskonstruktioner HNB

Korrosion och korrosionsskydd av stål i betong

Tryckbärande delar och mekaniska komponenter

KÄRNAVFALLSRÅDET Swedish National Council for Nuclear Waste

Dispens från krav på övervakning av ackrediterat organ vid kvalificering av vissa komponenter

Illustrerad noggrannhet

Kan man förlita sig på koppar som korrosionsbarriär?

relaterat till ansökan om slutförvaring av använt kärnbränsle

Föreläggande gällande helhetsbedömning av AB Svafos anläggningar och verksamhet i Studsvik

Ljud i byggnad och samhälle

Beslut om åldershanteringsprogram som ytterligare villkor för tillstånd att driva Oskarshamn 3

Värdet av intelligenta förpackningar - Ett logistiskt perspektiv. Dr. Ola Johansson Lunds Tekniska Högskola

SSM:s arbete med korrosionsfrågor relaterat till ansökan om slutförvaring av använt kärnbränsle

Dispens för svetsade komponenter och reservdelar i förråd vid Oskarshamns kärnkraftverk

SNEC? Christian Ekberg, föreståndare och vetenskaplig ledare Stina Rydberg, koordinator

Materialval i massakokare. Jan Wåle, Inspecta Technology

Koppars korrosion i ultrarent vatten: Sammanfattning från förra mötet

med internationell närvaro

Bilaga 3- Artificiella radionuklider i dricksvatten

Belagda elektroder. Elektrodtyper och beteckningar

Handläggare Tina Johansson. Er referens Björn Gustafsson. Kvalitetssäkring Kommentar

TILLSATSMATERIAL FÖR BETONG

Dispens med anledning av nya och ändrade föreskrifter för Oskarshamn 2

Katodiskt skydd av betongkonstruktioner med termiskt sprutade offerander av zink

anläggningar Svenska kärntekniska Vem sköter driften? ett års praktisk utbildning. Normalt rör det sig om 3 4 års praktik.

Betongtekniskt program Kärnkraft Lars Wrangensten Elforsk AB Programområdesansvarig El- och Värmeproduktion samt Kärnkraft

SSi Statens. SSI-rapport Persondosmätningar. Årsrapport Lars Bergman. strålskyddsinstitut ISSN

Materialens påverkan på dricksvatten. Olivier Rod

SKB Korrosion av koppar i rent syrefritt vatten

Föreläsning om metallers korrosion Prof. Christofer Leygraf, Materialvetenskap, KTH

Linköpings Kommun Läsåret Utskriftsdatum: Ansvarig lärare: Helena Silvero, Maggan Olsson. Måndag Tisdag Onsdag Torsdag Fredag

Introduktion till korrosion och korrosionsprovning

Mellanlagring och inkapsling

Transkript:

Science advances by removing error, not by establishing truth. Chemistry of Elements N.N. Greenwood A. Earnshaw

Ni 1.32 Cr 0.33 Fe 0.78 O 3 Ni 1.77 Cr 0.45 Fe 1.04 O 4. Aktuella framsteg inom karäktärisering av oxider på nukleära material Zn Inner oxide SSM:s roll i den tekniska utvecklingen Sammanställd av Jiaxin Chen för Strålsäkerhetsmyndighetens forskningsdagar 2013-10-25 RW X750

3 Erkännanden KTH: L. Belova (FIB/SEM), A. Riazanova (FIB/SEM), M. A. Yar (FIB), H. Bergqvist (TEM), KIMAB: F. Lindberg (TEM), Studsvik: S. Forsberg (PL, korrosion), S. Björnsson (PL, korrosion), M. Ullberg (PL, korrosion), C. Gustafsson (PL, korrosion), J. Eskhult (PL, teori), D. Jädernäs (SEM) m.fl. SSM: Å. Rydén, K. Fritioff, K. Gott, A. Johansson, P. Ekström och J. Linder (finansering, vägledning och diskussion). KP: J. Lejon (OKG), B. Forssgren, J. Hägg, B. Bengtsson, P. Efsing (Ringhals), M. Tanse-Larsson, M. Olsson (Forsmark), m.fl. (finansering, vägledning och diskussion).

4 Översikt Introduktion Exempel på industrinytta Rostfritt stål Nickelbaslegeringar CRUD Sprickspetsen Framtida arbete

5 Kärnfrågor Säkerställa integritet SSM:Reaktorsäkerhet Minska aktivitet SSM: Strålskydd för personal Minska utsläpp SSM: Utsläpp Avfall SSM: Avfall

6 Kärnfråga Crud på bränsle & i reaktorvatten Minska aktivitet System oxider Andra material

7 Högupplösande elektronmikroskopi FEG-SEM + FIB Dr. Riazanova KTH Prof. Belova KTH FEG-TEM BF HAADF EELS 200 kv Dr. Lindberg KIMAB Hans Bergqvist (KTH) KIMAB Nova 600 NanoLab JEM-2100F 5 kv 70 pa

8 Exempel Rostfritt stål

9 Epitaxiell oxidtillväxt på enkristallint substrat (Simulerad BWR vatten ~2000 h) Chen, J. et al in the proceedings of the 14th International Conference on Environmental Degradation of Materials in Nuclear Power Systems, Virginia Beach, VA., USA. August 23-27, 2009 Paper ID 203167.

Oxidens tillväxthastighet 10 TH Outer oxide grains average size largely unchanged Inner oxide layer average thickness increased slightly Metal continues to be consumed 500 h 2000 h 14000 h (BWR) Time Samples from lab tests Samples from a plant

11 Betydelse för industrin (1) Ny kunskap Felaktiga antaganden finns i vissa teorier och modeller för korrosion och aktivitetsupptag, t.ex. om Oxidtillväxt Inneroxidens struktur Inneroxidens kemisammansättning Hur zink påverkar inneroxiden I stort sett helt ny kunskap för att utveckla nya teorier och modeller.

12 Exempel Nickelbaslegeringar

13 Seeing is not believing! Ref. Chen, et al., Env. Deg (2011), NPC (2012) 13

Consumed metal thickness ( m) Oxide film thickness ( m) 14 Ett tunnare oxidskikt betyder inte nödvändigtvis lägre korrosionshastighet Gustafsson, Chen, Arwin, et al. 16 th lnternational Conference on Environmental Degradation of Materials in Nuclear Power System, August 11-15, Asheville, NC, USA. 10 8 Alloy 82 Alloy 182 Alloy 600 (a) 10 8 Oxide on Alloy 82 Oxide on Alloy 182 Oxide on Alloy 600 (b) 6 6 4 4 2 2 0 0 2 4 6 8 10 Time (weeks) 0 0 2 4 6 8 10 Time (weeks)

15 Betydelse för industrin (2) Nya kunskaper Oxidmikrostruktur Mätteknik (ellipsometri) Felaktiga antaganden gjordes vid jämförelser av korrosionsmotstånd hos olika nickelbaslegeringar, t. ex. om Normalt har passivskiktet på Ni-baslegeringar i BWR-miljö väsentligen samma struktur som det på SS Om inte nickelferrit bildas, så kommer det yttre lagret i duplexskiktet att istället utgöras av nickeloxid, NiO. Passivskiktet blir därför mindre skyddande och korrosionshastigheten väsentligt högre.

16 Karaktärisering av CRUD Chalk River Unidentified Deposit

17 Silica (SiO 2 ) FeCr 2 O 4 Mo-oxides Ag-oxide TiO 2 Al-Si-oxides Fe 2 O 3 Pb-Mo-oxides Amorphous chromium oxide

18 Betydelse för industrin (3) Nya kunskaper Ett antal löst sittande fasta faser i reaktorvatten har identifierats Kristallin- och amorf kromoxid har identifierats Verifiering av termodynamik beräkningar Resultaten kan bidra till att förklara hur bränslecrud fungerar hot spots på systemytor

Tillverkning av ett perfekt TEM-prov för karaktärisering av sprickspets 19

20

21 Tillverkning av TEM-prov från en CT-provstav Metod för att lokalisera sprickspetsen Ga + beam

22 Betydelse för industrin (4) Sprickspetsen är nyckeln till att förstå interkristallin spänningskorrosion (IGSCC). TEM är ett av få verktyg som går att använda. Målsättningen är att utveckla enkla, högkvalitativa tekniker för framställning av TEM-preparat som möjliggör sådana undersökningar.

Exempel av prioriterat FRAMTIDA ARBETE 23

24 Kärnfråga Crud på bränsle & i reaktorvatten Minska aktivitet System oxider Andra material

25 Om systemytor Aktivitet på systemytor Oxidkaraktärisering Modellering Simulering av aktivitetsuppbyg gnad Oxid på kraftverkskompo nent Oxid på prov från simulering Ni/Fe/Zn dosering HWC/NWC/ OLNC

26 Sammanfattning Många små, men dock betydelsefulla steg framåt. Användbara resultat för kunder. Utforskning av nya och viktiga områden.

För ett strålsäkert samhälle 27