Studentská vědecká konference

Aktivní zóna jaderných reaktorů, ve které se nacházejí palivové články, je kvůli vysoké teplotě, tlaku a radiaci korozně zatěžující prostředí. Pokrytí jaderného paliva u tlakovodních reaktorů současné generace je vyrobeno ze slitin zirkonia, které jsou díky dobré propustnosti pro neutrony a korozní stabilitě v daném prostředí vhodným materiálem pro tuto aplikaci. Oxidická vrstva vytvořená během provozu na povrchu Zr-slitin v prostředí primárního okruhu sestává z monoklinické a tetragonální fáze. Monoklinická fáze je stabilní za běžných podmínek, tetragonální fáze je stabilizována tlakovým napětím v oxidické vrstvě. Po určité době expozice nastává děj, při kterém se tlakové napětí prudce snižuje a část tetragonální fáze přechází na monoklinickou. Tento děj se nazývá transient, při kterém dochází ke zvýšení korozní rychlosti a změně objemu oxidické vrstvy vedoucí k možné tvorbě mikrotrhlin ve struktuře oxidu. Práce se zabývá identifikací a porovnáním tohoto přechodového děje u slitin Zircaloy-4 a Zr-Nb-O s využitím elektrochemické impedanční spektroskopie, který je možný zaznamenat díky rozdílným efektivním dielektrickým konstantám oxidických vrstev v různých fázích oxidace (před a po transientu). Efektivní dielektrické konstanty byly určeny z kapacitní odezvy oxidických vrstev.

Chloridové soli mají široké spektrum aplikací a využití v průmyslu. Lze je uvažovat pro chlazení reaktorů IV. generace (koncept MSR, ang. Molten Salt Reactor) a pro ukládání tepelné energie. Z těchto důvodů je nezbytné znát korozivní chování materiálů, které se solnou taveninou mohou přijít do styku. Pro tyto účely byla provedena expozice při teplotě 440 °C a tlaku 200 kPa v autoklávu. Vzorky byly po expozici analyzovány metodami SEM (ang. Scanning Electron Microscopy) a XPS (ang. X-ray Photoelectron Spectroscopy). 

Globální energetická krize a rostoucí poptávka po čisté energii nás nutí hledat nová a efektivní řešení pro uspokojení našich požadavků. Potřeba využívat kapalná paliva v dopravním sektoru se s jistotou v následujících desítkách let nezmění. Jednou z možností výroby čistého paliva je transformace odpadních plastů na syntézní plyn procesem zplyňování. Díky obsahu nechtěných příměsí je nemožné vyrobený syngas okamžitě využít. Pochopení středněteplotního procesu sorpce halogenovodíků za přítomnosti sloučenin síry a vlhkosti je klíčem k úspěchu a prosazení této technologie na trhu. Proto je hlavním předmětem této práce ověření koncepce čistící trati na pilotní jednotce.  

Metodika stanovení popelotvorných a stopových prvků pomocí termického rozkladu byla rozdělena do 2 fází. V prvním kroku byla sledována účinnost rozkladu pevného vzorku (popílek/biomasa) v různých kyselinách. Rozklad byl proveden za podmínek termotlaké digesce. Po rozkladu vzorku bylo vizuálně vyhodnoceno, jakou účinnost daná kyselina měla. Pro rozklad vzorku byl použita HNO₃, HCl, lučavka královská, HNO₃ : HCl = 3 : 1. Za předpokladu vyšší koncentrace Si⁴⁺ ve vzorku byla použita HF + H₃BO₃. Nejúčinnější rozklad vzorku vykazovala směs HNO₃ : HCl = 3 : 1. Ve druhé fázi bylo provedeno měření rozložených vzorků v kyselině metodou AAS, příp. ICP. Volba mezi oběma metodami závisela na konečné datové analýze naměřených koncentrací. Od koncentrace nižší než 0,1 mg/l bylo provedeno dodatečné měření na ICP. Dalším krokem bylo zajištění stabilní reprodukovatelnosti dat v případě identických rozkladů pevných vzorků. Především šlo o rozklad certifikovaných vzorků, tedy porovnání naměřených koncentrací s deklarovanými hodnotami. V rámci datové analýzy byly naměřené hodnoty koncentrací porovnány s hodnotami uvedenými v literatuře.

Bežne ľudstvo získava vodu z prírodných zdrojov, ktoré však často neodpovedajú požadovanej potrebnej kvalite a tento nepriaznivý trend sa bude pravdepodobne ešte prehlbovať. Pre jednotlivé účely je potrebné mať rozličné kvality vôd, napríklad kvalita vody pre potravinárske, energetické alebo priemyslové využitie sa líši. Membránové technológie sú jednou z možností ako pripraviť vodu v dobrej kvalite, bez pevných čiastočiek, mikrobiálneho života a taktiež rozpustených nečistôt (ióny solí či ťažkých kovov). Na rozdiel od obdobných technológií schopných odsoľovať roztoky, membránové technológie môžu byť dobrou voľbou hlavne z dôvodu dlhodobej výdrže membrány, kontinuálnemu chodu a nižšej energetickej náročnosti ako tomu je napríklad pri destilácii. Táto práca je zameraná prednostne na stupeň odstránenia rozpustených solí z vodných roztokov pomocou rôznych typov nano filtračných membrán (NFX, NFG a NDX) a membrán reverznej osmózy. V tejto práci sa dbal dôraz na rozdielne zachytenie jednomocných a dvojmocných iónov. Ako analytická metóda pre stanovenie koncentrácie katiónov v roztokoch slúžila atómová absorpčná spektroskopie v absorpčnom spektre boli detegované kovy alkalických zemín a v emisnom alkalické kovy.    

V rámci projektu ECC-Smart, zabývajícího se výzkumem nového, nadkritického, modulárního jaderného reaktoru je na Ústavu energeticky zkoumáno korozní chování materiálů v superkritické vodě. V rámci této práce se sleduje korozní rychlost na austenitické oceli 310S, s vysokými obsahy chromu a niklu, při přechodu z teploty 500 °C a nadkritické oblasti na teplotu zhruba 320 °C o stejném, nadkritickém tlaku a tedy kapalného skupenství. Je předpokládána odchylka od Arrheniovy rovnice.