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Desarrollo y Pasos de Calificación Básica hacia un Sensor de Hidrógeno Basado en Electroquímica para Aplicaciones en Sistemas de Litio

Autores: Holstein, Nils; Krauss, Wolfgang; Nitti, Francesco Saverio

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2022

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Acceso abierto

Artículo científico
2022

Desarrollo y Pasos de Calificación Básica hacia un Sensor de Hidrógeno Basado en Electroquímica para Aplicaciones en Sistemas de Litio


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Nuclear

Palabras clave

Fusión
Irradiación de neutrones
Impurezas
Litio líquido
Monitoreo de hidrógeno
Sistema de control de impurezas

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 28

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
IFMIF-DONES es una instalación para investigaciones sobre materiales previstos para plantas de energía de fusión utilizando la irradiación de neutrones relevante de 14 MeV. Esta irradiación especial de neutrones se genera por la interacción de haces de deuterones con litio líquido. Un problema crítico durante la operación de IFMIF-DONES es el enriquecimiento de impurezas disueltas en los bucles de fusión de litio. El peligro ocurre como resultado de la corrosividad inducida por hidrógeno y la fragilización de los componentes del bucle, así como los riesgos de seguridad asociados con el tritio radiactivo. Por lo tanto, la aplicación de litio líquido en IFMIF-DONES requiere un sistema adecuado de control de impurezas para un mantenimiento confiable y de bajo nivel bajo las condiciones de operación de DONES. En relación con esos requisitos, se desarrolló un sensor electroquímico para el monitoreo de hidrógeno en el marco de una tarea internacional de EUROFusion-WPENS, para determinar las concentraciones de H a través de la fuerza electromotriz (FEM) de los fundidos de litio y un sistema de monitoreo en línea adecuado. Las pruebas a largo plazo demostraron que el sensor cumple con los requisitos de estabilidad química y mecánica y funcionalidad bajo el duro entorno de litio bajo las condiciones planificadas de DONES. Los resultados obtenidos y las experiencias operativas se discutirán en relación con las ventanas de aplicación, la reproducibilidad y las necesidades de calibración. Además, se esbozarán recomendaciones para sistemas mejorados y necesidades de calificación futura.

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