國際 VERDON-ISTP 計劃旨在研究並降低發生嚴重核事故時放射性產品排放到環境中的風險。其中幾項測試包括將燃料芯塊加熱至非常高的溫度,以此監測裂變產物的釋放情況。可以將有關最終氣氛(氧化或還原)中核燃料的微觀結構和化學成分之實驗資料整合到場景代碼中,以便更好地預測發生事故時的情況。
屏蔽式 EPMA 為操作和分析放射性樣品提供了一個安全的環境,同時還以極高的精度和準確性提供了亞微米區域的成分資訊,是表徵裂變產物在不同階段的分佈與化學成分之首選工具。
在這一系列的特定測試中,該工具用於觀察核燃料與包層材料之間發生的相互作用。如上所示,在氧化條件下,燃料和包層之間的交界面會發生 U 和 Zr 的相互擴散。有關該區域產生的定量分佈圖表明相互擴散距離超過了約 70 µm。
屏蔽式 EPMA 還用於精確分析還原性氣氛下滲透到顆粒裂紋中的熔融區(U、Pu、Zr)O2,並研究氣氛對形成裂變產物(由金屬 Mo、Ru、Rh、Pd 和 Tc 組成的「白色夾雜物」)的影響。
上述資料由法國 CEA Cadarache(CEA/DEN/DEC/SA3E)提供
Le Gall 等人,Journal of Nuclear Materials 530 (2020) 151948
Le Gall 等人,Journal of Nuclear Materials 531 (2020) 152015