Sviluppo di ricoperture per la protezione di materiali strutturali operanti in sistemi nucleari refrigerati a piombo mediante tecniche di ablazione laser

Oggetto di questo task è il proseguimento dello sviluppo e della caratterizzazione di rivestimenti di allumina (Al2O3), prodotti mediante ablazione laser e destinati a svolgere la funzione di barriera anticorrosiva nei sistemi nucleari a fissione di quarta generazione che utilizzano come termovettore metalli liquidi pesanti, in particolare Pb o l’eutettico Pb‐Bi. Dopo le diverse prove di corrosione, condotte, con esiti positivi, nell’ambito dei precedenti PAR in piombo stagnante, fino a 4000 ore a 550 °C in condizioni “dissolutive”, sono state condotte prove in piombo fluente, presso l’impianto LECOR di ENEA-Brasimone. Queste prove sono state condotte per 200 ore, in condizioni di temperatura e di flusso simili a quelle previste per i reattori (520 °C e 1.3 m/s), e in condizioni “ossidative”. Campioni di geometria piana (lastrina), sono stati irraggiati con ioni, fino a dosi relativamente modeste. Gli irraggiamenti condotti, nell’ambito dei precedenti PAR, fino a dosi anche molto elevate, avevano permesso di comprendere l’evoluzione della microstruttura dei rivestimenti di allumina. I rivestimenti di allumina prodotti mediante ablazione laser possono anche essere utilizzati come barriere contro la permeazione. Il contrasto alla permeazione da parte di idrogeno e deuterio è di interesse primario per la ricerca fusionistica, ma è di interesse anche per i reattori a fissione. Sono state effettuate misure, che mostrano che il rivestimento di allumina porta ad una sostanziale riduzione del flusso di idrogeno che può diffondere attraverso una barriera di acciaio non ricoperta.