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zentrierten Metallen wurden Vanadinvielkristalle im
FR 2 in einem Dosisbereich von 2,10 16 bis
2,7.10 19 n/cm 2 (E > 1 MeV) bestrahlt. Die Proben
wurden daraufhin im Temperaturbereich von 24°C
bis 1.100°C einem dynamischen Zugversuch unterworfen.
Die an hand der Spannungsrelaxation durchgeführte
thermische Aktivierungsanlyse ergab, daß der
geschwindigkeitsbestimmende Verformungsprozeß im
Temperaturbereich 20 - 1.1 OO°C (Ausläufer des Tieftemperaturbereichs
der Fließspannung) bis zu Dosen
von 1.10 13 n/cm 2 durch die Bestrahlung qualitativ
nicht beeinflußt wird. Er wird, wie auch im Fall von
unbestrahlten Proben, durch die Wechselwirkung von
Versetzungen mit interstitiellen Fremdatomen bestimmt.
Beim Vanadin zeigte sich die Rolle des Sauerstoffs
als ausschlaggebend. Bei kleineren Dosen wird
diese Wechselwirkung zunächst abgeschwächt, vermutlich
durch die Bildung von Sauerstoff-Strahlungsdefekt-Komplexe.
Bei höheren Dosen (>
1.10 19 N/cm 2 ) bestimmt die Verformungsgeschwindigkeit
offensichtlich ein anderer Vorgang,der vermutlich
auf eine gegenseitige Wechselwirkung von Versetzungen
zurückzuführen ist.
Die inneren Spannungen (athermische Spannungskomponente)
werden im gesamten Dosisbereich
durch die Bestrahlung erhöht. Hingegen erfolgt eine
Erhöhung der effektiven Spannung (thermische Spannungskomponente)
gegenüber dem unbestrahlten Zustand
erst bei Dosen;;;' 1.10 13 n/cm 2 . Die temperaturunabhängige
Strahlungsverfestigung (Erhöhung der
Fließspannung gegenüber dem unbestrahlten Zustand)
kann im Temperaturbereich 20 - 200°C bei kleinen
und mittleren Dosen am besten durch eine (1Jt) 1/2_
Abhängigkeit beschrieben werden. Bei höheren Dosen
treten Sättigungserscheinungen auf, die auf die Bildung
von Defektagglomeraten schließen läßt. Diese
Ergebnisse führen zum Schluß, daß der Verformungsprozeß
für bestrahlte kubisch-raumzentrierte Metalle
im starken Maße von der Konzentration von interstitiellen
Verunreinigungen und zum anderen von der
Neutronendosis bestimmt wird.
6/00/6 Korrosionsuntersuchungen
6/00/61 Natriumkorrosion
(jetzt PSB 1141)
Versuche im Korrosionskreislauf "Cerberus" des IRB
an austenitischen Stählen mit 16 - 18 % Cr und 10 ­
16 % Ni, an Nickelbasislegierungen und an den unlegierten
Metallen Fe und Ni haben gewisse Aufschlüsse
über den Korrosionsmechanismus liefern können
(4112). Die Zusammensetzung der Legierungen beeinflußt
in starkem Maße die Korrosionsgeschwindigkeit
durch Natrium und ihre Temperaturabhängigkeit. Dabei
verhalten sich die austenitischen Stähle ähnlich
wie unlegiertes Eisen, Legierungen vom Inconel-Typ
jedoch mehr wie unlegiertes Nickel. Die Aktivierungsenergie
der Gesamtreaktionen der Korrosion für die
austenitischen Stähle und für Fe betragen nach diesen
Messungen um 15 kcal/Mol, für Inconel und Nickel
haben wir Werte um 40 kcai/Mol gefunden.
Nickel und Eisenbasislegierungen unterscheiden sich
in einem weiteren Punkt ihres Korrosionsverhaltens.
So wird die Korrosionsgeschwindigkeit bei austenitischen
Stählen durch den Sauerstoffgehalt des Natriums
stark beeinflußt, bei reinem Nickel findet sich
diese Abhängigkeit nicht (Abb. 5). Die Korrosion
von Eisenbasislegierungen beruht nach den vor! iegenden
Ergebnissen der Korrosionsversuche nicht auf
einem einfachen Lösungsmechanismus, da die Korrosionsgeschwindigkeit
in keiner Beziehung zur Sättigungskonzentration
des Eisens in Natrium steht
(4113).
Die Korrosionsversuche zur Auswahl von Vanadiumlegierungen
nach ihrem Korrosionsverhalten und zur
Klärung des Verträglichkeitsverhaltens dieser Gruppe
von Werkstoffen in Natrium sind abgeschlossen worden
(4114). Unter der Voraussetzung, daß eine Sauerstoffleckage
in das Natrium eines Primärkühlkreislaufs
von der Konstruktion her unterdrückt werden kann,
sind Hüllrohre aus V-15%Cr-l %Ti in einem natriumgekühlten
schnellen Reaktor einsetzbar. Weitere
Versuche müssen die Spezifikationen des Kühlkreislaufs
ermöglichen.
Die Korrosionsversuche in Natrium mit den als Gettermaterialien
in den Vanadiumlegierungen enthaltenen
Metallen Zirkonium und Titan haben viel zum
Verständnis der Korrosion der Legierungen beigetragen
(4115, 4116). Röntgenographische Untersuchungen
der versprödeten Zonen von korrodierten Vanadium-Titan-Legierungen
(4108) haben gezeigt, daß
sich neben der Ausscheidung einer Phase (Ti, V) 0
auch noch eine interstitielle Aufnahme von Sauerstoff
in die Matrix beobachten läßt.
Die Gehalte des Kreislaufnatriums an Sauerstoff werden
mit Hilfe von kontinuierlich arbeitenden Festelektrolytzellen
kontrolliert. Diese Zellen wirken als
elektrochemische Sauerstoffkonzentrationsketten,
deren eine Zelle das zu kontrollierende Natrium ist,
während die andere Zelle durch ein konstantes definiertes
Sauerstoffpotential gebildet wird. Diese Monitoren
erlauben Messungen bis zu Sauerstoffgehalten
unter 0,1 ppm, die im Natrium durch Heißfallenreinigung
erreicht werden (4115,3063).
Zur Eichung der Monitore wird die Destillationsmethode
benutzt. Nach Abtrennung des metallischen
Natriums von dem chemisch gebundenen durch Vakuumdestillation,
wobei das Natriumoxid im Destillationsrückstand
verbleibt, kann das Oxid mit großer
Exaktheit bestimmt werden. Die Unterscheidung von
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