Nötron etkileşimli hidrojen iyonlarının zircaloy yakıt zarflarında yayılımı ve hidrit/dislokasyon oluşumlarına bağlı malzeme hasarı

Yakıt zarfının bütünlüğünün sağlanmasıyla reaktörün bütünlüğünün sağlanması arasında adeta doğrudan bir ilişki vardır. Yakıt zarfları reaktör çalışma şartlarında değişik etkilere maruz kalmaktadır. Yakıt zarflarının ömrünü belirleyen bu etkilerden belki de en önemlisi yakıt zarflarında zirkonyum hidrit (ZrH2) oluşumudur. Mevcut araştırmalarda, ZrH2 oluşumunda H iyonlarının Zr metali içerisinde ilerlemesinin stres, sıcaklık, konsantrasyon gradientleri altında sadece difüzyon etkisiyle olduğu varsayılmaktadır. Yoğun nötron (n) akısının ve radyoaktif etkileşimlerin olduğu reaktörde ZrH2 oluşumunda H iyonlarının nötron çarpışmaları neticesinde Zr içerisine bombardımanı etkisinin literatürde pek yer almadığı görülmektedir. Nötron çarpışmaları etkisiyle Zr içerisinde ilerleyen H iyonlarının kat ettiği mesafenin, normal madde difüzyonu şeklinde görülen hidrit oluşum mesafesi ve zirkonyum oksit (zirconia) oluşum mesafesi içerisinde kalması durumunda bile H iyonlarının nötron etkileşimi sonucu zarfta kat ettiği mesafenin ve yol boyunca neden olabileceği hidrit kümelerinin zarf üzerindeki olası olumsuz etkilerinin en doğru ve en iyi şekilde belirlenmesinde oldukça önemli olabileceği değerlendirilmektedir. Belirtilen etkilerin hesaplanabilmesi ve analizlerin yapılabilmesi için üretilen nötronların su tarafından yavaşlatılırken ürettikleri H iyonlarının enerji değerlerinin bir radyasyon transport koduyla (FLUKA) tespit edilerek bir başka koda (SRIM) girdi teşkil etmesi ve böylece zircaloy-4 zarfa bombardıman edilen bu değişik enerjilerdeki H iyonlarının malzemedeki transferinin takip edilmesiyle gerekli analizlerin tamamlaması işbu çalışmanın konusunu teşkil etmektedir.