Desarrollo y estudio de cerámicos fértiles para fusión termonuclear

I. A. CARBAJAL RAMOS; J. ANDRADE GAMBOA; F. C. GENNARI

Buenos Aires

Otro; AATN 2014 - XLI Reunión Anual; 2014

CNEA

En el manto fértil o breeding blanket de un reactor de fusión deuterio-tritio se lleva a cabo la reacción de reproducción de tritio y su posterior liberación. Los cerámicos basados en litio, como Li 2 O, LiAlO2 , Li4SiO4, Li2ZrO3 y Li2TiO3 , son materiales con gran potencial para ser empleados en el manto fértil. Estos materiales deben reunir ciertaspropiedades, como alta densidad atómica y en volumen de litio, elevada conductividad térmica y baja solubilidad de tritio. El límite de temperatura inferior de operación estará dado por las estimaciones de difusión de tritio, mientras que el límite superior se basa enel sinterizado térmico y/o los efectos de reestructuración del material, que deben ser evitados.Para el presente trabajo se sintetizó Li2TiO3 por molienda mecánica en atmósfera de aire a temperatura ambiente. Los reactivos fueron LiCl, TiO2 y NaOH. Luego de la molienda, las muestras fueron calcinadas, los productos fueron lavados, secados en muflay nuevamente calcinados. Con el material final también se hicieron pastillas. Se realizaron tratamientos térmicos en aire para densificar las pastillas. Se analizó la estructura y microestructura de los materiales antes y después de dichos tratamientos, observándose una contracción del material importante y unmantenimiento de la estabilidad mecánica. Finalmente, se estudió la reacción de hidrógeno con las pastillas sinterizadas y se evaluó la velocidad, extensión y efecto de dicha reacción sobre la estabilidad fisicoquímica y estructural del material. Las técnicasempleadas para el análisis fueron difracción de rayos X (XRD), microscopía electrónica de barrido (SEM), termogravimetría (TG) y adsorción/desorción de nitrógeno (BET y BJH).Se planea a futuro la irradiación con neutrones de las pastillas de mejor desempeño, para luego analizar el comportamiento del tritio formado.