金属铀在水气气氛中加速腐蚀的实验研究.pdf

第39卷第3期原子能科学技术Vol.39,No.3
2005年5月AtomicEnergyScienceandTechnologyMay2005

金属铀在水气气氛中加速腐蚀的实验研究

熊必涛,蒙大桥,杨维才,罗文华,张广丰,卢勇杰
(中国工程物理研究院,四川绵阳621900)

摘要:用热重法研究了铀在50～90℃和32%～86%湿度范围的水气气氛中的加速腐蚀,得到了该实验
条件下铀的水气腐蚀特性,并对反应的动力学进行了讨论。结果表明:在不同温度、湿度条件下,铀在水
气气氛中的腐蚀动力学过程表现为较为明显的3阶段,动力学过程最后为线性反应阶段,该阶段有一稳
定的氧化反应速率常数。RH=74.7%时线性反应的活化能约为42.899kJ·mol-1。温度对反应速率
的影响明显,温度升高,反应速率加快。
关键词:铀;水气;腐蚀;热重法;动力学
中图分类号:TL214.6文献标识码:A文章编号:100026931(2005)0320226205

ExperimentalStudyonAcceleratedCorrosionUranium2waterVapor
byThermogravimetry

XIONGBi2tao,MENGDa2qiao,YANGWei2cai,LUOWen2hua,
ZHANGGuang2feng,LUYong2jie
(ChinaAcademyofEngineeringPhysics,P.O.Box919271,Mianyang621900,China)

Abstract:Theexperimentalstudyonuraniumcorrosionwascarriedoutoverarangeof
50～90℃and32%～86%relativehumiditybythermogravimetry(TG).Thecorrosion
degreeofuranium2watervaporreactionwasevaluatedbyweighingsampleweightgainat
appropriateintervals.Underaboveexperimentalconditions,thecharacteristicofurani2
umcorrosionwasobservedanditskineticswasalsodiscussed.Theresultsindicatethat
therearethreestagesintheuranium2watervaporoxidationreactionatvarioustempera2
tures.First,thereisaninitialreactionstagefollowedbythecorrosionratetendstobe
slowdownafterthefirstcorrosionstage.Atthethirdstage,thecorrosionreaction
presentstobealinearreactionwithastableoxidationreactionrateconstant.Thedy2
namicscurvesontherearpartoflinearreactionstagearefitted,andtheactivationener2
gydeducedisabout42.899kJ·mol-1atRH=74.7%.Uranium2watervaporreactionis
fasterathighertemperatures.Theeffectofrelativehumidityontheuranium2water
reactionisaboutthesameasthatoftemperatureintherangeof70～90℃,butthe
furtherstudyontheeffectofrelativehumiditybelow60℃isnecessary.
Keywords:uranium;watervapor;corrosion;thermogravimetry;kinetics

收稿日期:2003208218;修回日期:2003211225
作者简介:熊必涛(1977—),男,湖南武冈人,硕士,核燃料循环与材料专业

©1994-2006ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net
第3期熊必涛等:金属铀在水气气氛中加速腐蚀的实验研究722

铀在空气和其他氧化气氛中长期暴露极易应室保持±1℃恒温。试样称量使用Sartorius
氧化而被腐蚀。铀表面一旦发生氧化反