Studentská vědecká konference

Příspěvek se zabývá porovnáním složení oxidické vrstvy na korozivzdorné oceli stabilizované titanem a oceli bez této stabilizace. Byla provedena analýza uvedených ocelí pomocí rentgenové fluorescence (XRF) a analýza povrchu kovu pomocí elektronové spektroskopie (XPS). Vzorky byly dále exponovány v autoklávu za podmínek simulující sekundární okruh jaderné elektrárny, tj. 280 °C, 10 MPa, odplyněná voda s koncentrací rozpuštěného kyslíku 10 ppb a méně a úpravou pH amoniakem na hodnotu 8.2 v celkové délce trvání 300 hodin. Po expozici byly analyzovány vytvořené vrstvy oxidů metodou XPS. Byly zjištěny značné rozdíly v poměrech zastoupení kovů v oceli a ve vytvořeném oxidu, zároveň zastoupení titanu, který vznikem karbidu titanu zlepšuje vysokoteplotní vlastnosti oceli, v oxidické vrstvě není posíleno v měřitelné míře.  

Biochar je pevný produkt karbonizace biomasy, který je dále využíván, zejména v zemědělství, pro jeho vlastnosti – vysoký obsah chemicky stálého uhlíku, poréznost a schopnost vázat vodu a živiny^1-2. Zkoumaný biochar pochází z reálné výroby, kde se nachází vícestupňový zplyňovací generátor biomasy s kombinovanou produkcí biocharu (30 kg/h), elektřiny a tepla³. Fyzikálně-chemické a texturní vlastnosti biocharu byly analyzovány a porovnány s limity následujících institucí s cílem vyšetřit možnosti jeho praktického využití: Ústřední kontrolní a zkušební ústav zemědělský (platná česká legislativa), European Biochar Certificate (každoročně aktualizovaný certifikát kvality biocharu) a International Biochar Initiative (mezinárodní certifikát). 1.            Weber, K.; Quicker, P., Properties of biochar. Fuel 2018, 217, 240-261. 2.            Pohořelý, M.; Sedmihradská, A.; Trakal, L.; Jevič, P., Biochar - výroba, vlastnosti, certifikace, použití. Waste Forum 2019, (3), 197-210. 3.            Pohořelý, M.; Picek, I.; Skoblia, S. CZ Patentový spis 306239, Jan 19, 2016.  

Cílem této práce je ověřit vhodnost konstrukce kolony pro iontovou chromatografii a vyvinout metodiky testování před uvedením do provozu. Pro kolonu byl navržen specifický typ koncovek, který by měl zajistit rovnoměrný průtok mobilní fáze. V konečné fázi vývoje bude sestava chromatografu tvořena dvanácti kolonami a je nezbytné, aby po naplnění měly kolony stejné vlastnosti. Pro ověření správného pracovního cyklu kolony, byl vybrán SAC Dowex 50WX8. Dowex 50WX8 se primárně využívá jako separační medium pro chromatografii na tenké vrstvě nebo také právě pro LPLC. Silně kyselý katex je na bázi mikroporézního kopolymeru styrenu a divinylbenzenu. Tato struktura zajištuje vysokou odolnost vůči oxidaci, redukci, mechanickému opotřebení, praskání a je nerozpustná v běžných rozpouštědlech. Tento sorbent byl několikrát upraven přes sadu sít, díky tomu bylo získáno několik frakcí. Zrnitost ~100-150 μm byla použita pro další experimenty. Sorbent je vložen do jednotlivých kolon a je porovnáváno, zdali je eluční křivka Cu²⁺ iontů při zatížení na testovaných kolonách podobná při použití HCl jako mobilní fáze.  

K dlouhodobému skladování vyhořelého jaderného paliva z elektrárny Temelín se využívají kontejnery Castor® 1000/19 vyráběné firmou Škoda JS a.s. Palivové soubory jsou do kontejnerů vkládány po vyjmutí z bazénu vyhořelého paliva a následném vakuovém sušení. V jistém množství se však voda nadále nachází v poškozených palivových proutcích palivového souboru. Voda se následně může uvolnit do prostoru kontejneru a způsobovat v dlouhodobém horizontu korozi. V první polovině roku bylo ve spolupráci s firmou Škoda JS a.s. provedeno vyhodnocení vhodnosti sušidel (CaO x MgO) pro výše zmíněné kontejnery. Nynější práce se zabývá vlivem přítomnosti vlhkosti na vnitřní prostředí naplněného kontejneru.  

Slitiny zirkonia nachází největší uplatnění v jaderné energetice, konkrétně v jaderných reaktorech jako povlakové trubky regulačních tyčí nebo palivových elementů. Zirkonium se v této oblasti používá zejména díky svému velmi nízkému účinnému průřezu pro absorpci tepelných neutronů. Výhodou je i chemická stabilita a odolnost vůči korozi – povrch zirkoniových slitin se snadno pokrývá pasivační vrstvou oxidu. V podmínkách jaderného reaktoru (zvýšená teplota a tlak) se oxid zirkoničitý vyskytuje ve dvou krystalických modifikacích – tetragonální a monoklinické. Tyto fáze se nevyskytují samostatně, ale společně ve směsi. Cílem této práce bylo analyzovat oxidické vrstvy na povrchu vzorků slitin E110 ETE (Zr1Nb, 0,05 Fe) s různými teplotními cykly a zjistit závislost výskytu tetragonální fáze na teplotě a době expozice. Tyto výsledky byly následně srovnány s teoretickými poznatky o zastoupení tetragonální fáze ve směsi. Analýza byla provedena pomocí Ramanovy spektrometrie. Výsledky této práce se dále mohou využít při dalším studiu korozního mechanismu zirkoniových slitin.

Některé vosky nebo vyšší mastné kyseliny mohou díky svému vysokému latentnímu teplu tání najít využití v systémech pro akumulaci tepla. Z hlediska dlouhodobého uchovávání těchto látek je potřeba řešit problematiku korozního chování vnitřních konstrukčních materiálů kontejnerů. Práce se zaměřuje zejména na korozní chování mosazi v prostředí kyseliny palmitové. Ke stanovení korozní rychlosti byla aplikována metoda hmotnostních úbytků. Práce dále ukazuje možnost použití měření prostorové impedance ke studiu korozních dějů v prostředí kyseliny palmitové.