Interakcije vodika s kovinami pri nizkih tlakih
Čeprav je v literaturi najti kar nekaj matematičnih modelov, je njihova uporabna vrednost pogosto omejena na idealizirane primere. V zadnjih letih smo metodo za spremljanje kinetike interakcije vodika s kovinami izpopolnili tako, da je občutljivost primerljiva in tudi komplementarna z izjemno občutljivimi jedrskimi metodami, ki zahtevajo uporabo tritija. Z našo metodo lahko spremljamo proces sproščanja vodika ali devterija na sobni temperaturi ali na poljubni višji temperaturi do 1500 °C. Presenetljivo odkritje naših raziskav je obstoj močno vezanega vodika v zlitinah, v katerih naj bi bila topnost vodika majhna, raztapljanje pa naj bi bil endotermen proces. V objavljenih eksperimentih drugih raziskovalcev, ki so za študij kinetike in topnosti pogosto merili permeacijo skozi tanko kovinsko steno, so močno vezan vodik največkrat spregledali, ker v količini vsega pretočenega vodika ne nastopa v znatnem deležu. Naši eksperimenti so se razlikovali od prej opravljenih po tem, da smo opazovali izhajanje vodika iz kovinskega vzorca v mnogih ponavljajočih segrevanjih na povišani temperaturi. Pri prvem segrevanju se je res intenzivno sprostil vodik, vezan na intersticijskih mestih, imenovan tudi difuzivni vodik. V nadaljnjih ciklih segrevanja pa smo lahko zaznali še veliko množino vodika, ki je moral biti v kovini vezan z močno vezjo. Zaenkrat je še nepojasnjeno, kako po ohlajanju segrete kovine in med mirovanjem na sobni temperaturi del tega močno vezanega vodika zasede energijsko manj ugodna intersticijska mesta. Naša spoznanja tako razkrivajo, da je močno vezan vodik odgovoren za težavnost doseganje ultravisokega in ekstremnega visokega vakuuma. Nadaljnje raziskave bodo pokazale, ali je ta tip vezi lahko neugoden pri zajetju vodikovih izotopov v fuzijskih reaktorjih. Le-ti se lahko v steno zarinejo z veliko kinetično energijo, njihovo sproščanje pa ne poteka zlahka. Ravno ta pojav je sedaj še vedno na spisku nerešenih problemov projekta ITER.
|
|
