An Original Way to Investigate Silver Migration Through Silicon Carbide Coating in TRISO Particles
An Original Way to Investigate Silver Migration Through Silicon Carbide Coating in TRISO Particles
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研究 TRISO 颗粒中碳化硅涂层银迁移的原创方法
DOI：
10.1111/jace.12872
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发表时间：
2014
影响因子：
3.9
通讯作者：
Geng X
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Geng X
亚稳态银核素Ag 110 m从完全完整的三结构各向同性（TRISO）粒子中大量释放，引起了对先进核反应堆安全性的担忧。在这项研究中，我们提出了一个新的模型来解释银迁移机制的基础上，从Ag/SiC复合球团和TRISO颗粒与截留银层的实验观察。在1450°C热处理的Ag/SiC复合材料中，在银相中检测到了硅，发现了无定形碳，并在Ag/SiC界面处形成了新的β-SiC。结果表明，液态Ag与SiC反应生成Ag-Si合金。碳作为第二相沉淀或与Ag-Si合金反应形成新的SiC。热处理TRISO颗粒捕获Ag的结果表明，Ag穿透SiC层并在SiC晶界处以“指状”或“楔形”存在。在Ag和SiC之间的后缘处，在异常大的SiC晶粒内也发现了Ag，表明SiC的再结晶。提出了一个溶解-反应模型来解释Ag在SiC中的迁移，该模型得到了热力学计算的支持。
Extensive release of the metastable silver nuclide Ag110mfrom fully intact tristructural‐isotropic (TRISO) particles raises concerns over safety of advanced nuclear reactors. In this study, we propose a new model to interpret the silver migration mechanism in SiC based on experimental observations from both Ag/SiC composite pellets and TRISO particles with an entrapped silver layer. For the Ag/SiC composite pellets heat treated at 1450°C, silicon was detected in the silver phase, amorphous carbon was found, and new β‐SiC had formed at the Ag/SiC interface. The results indicate that Ag in its liquid state reacts with SiC by forming a Ag–Si alloy. Carbon precipitates as a second phase or reacts with the Ag–Si alloy to form new SiC. Results from the heat‐treated TRISO particles trapping Ag show that Ag penetrates through the SiC layer and is present in either “finger‐shape” or “wedge shape” at the SiC grain boundaries. Ag was also found inside abnormally large SiC grains at the trailing edge between Ag and SiC, indicating the recrystallization of SiC. A dissolution‐reaction model was proposed to explain Ag migration through SiC, and this model is supported by thermodynamic calculations.
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