SECCIÓN DE MATERIALES AVANZADOS

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OBJETIVO

Desarrollar proyectos en el área de Materiales fundamentalmente dirigidas a la fabricación de precursores, al comportamiento de materiales y la caracterización de sus propiedades fisicoquímicas.

La Sección cuenta con laboratorios de electroquímica y de síntesis, además de importantes instrumentos que dan origen al Servicio de Caracterización de Materiales, cuyo objeto es dar soporte técnico a proyectos internos y a usuarios externos.


LINEAS DE TRABAJO

Durante el año 2005 se desarrollaron tres líneas de trabajo

Uso de Cobre para contenedores HLW

Objetivo del proyecto: Estudiar la corrosión del cobre dopado con fósforo, tipo UNS 10100 , en particular el efecto del ión sulfuro y el efecto de las radiaciones ionizantes. La importancia del material radica en su aplicación en la fabricación de contenedores para desechos radiactivos de alta actividad

Desarrollo de Blancos para Ciclotrón


Objetivo del proyecto: Desarrollar un proceso de laboratorio para la fabricación de blancos metálicos de 68Zn con las características apropiadas para producir 67Ga vía ciclotrón, dando respuesta a una necesidad de producción de radioisótopo utilizado en diagnóstico por imágenes en medicina nuclear. Adicionalmente un ruta para reprocesar 68Zn, material de elevado costo que puede ser reutilizado.

Caracterización de Materiales

Objetivo del proyecto : El Servicio de Caracterización de Materiales, tiene como objetivo la prestación de servicio en la medición de características y propiedades de los materiales, para ello cuenta con capacidad instrumental para la caracterización cristalográfica, para el comportamiento térmico y mecánico y otras mediciones como la densidad, distribución granulométrica, porosidad y área superficial.

RESULTADOS RELEVANTES DEL PERIODO

Uso de Cobre para contenedores HLW

  • Se determinaron dos modelos: Modelo eléctrico establecido vía Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) para NaCl. y modelo eléctrico establecido vía EIS para agua subterránea. El primero permite explicar el efecto corrosivo del NaCl en agua desionizada sobre el Cu OFP y el segundo el efecto corrosivo del ión sulfuro.
  • Se avanzó en el Modelamiento EQ de Superficies de Cu Puro y Dopado, actividad desarrolla en la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas de la Universidad de Chile, con la participación del Dr. Roberto Acevedo y del Ing. Gonzalo Rund, del programa de doctorado en Ciencia de los Materiales.
  • En Abril del 2005, se envío a Holanda patrones de óxido de Aluminio preparados en el Laboratorio de electroquímica de la CCHEN. Posteriormente en el mes de Septiembre fueron utilizados por profesionales del departamento dentro de las actividades desarrolladas en el ámbito de calificación de elemento combustible y en el marco de visita al reactor de Petten Holanda.

Desarrollo de Blancos para Ciclotrón

  • Se desarrolló una ruta electroquímica con rendimiento de 95% para fabricar blancos metálicos de 68Zn. El proceso permite fabricar el producto con las especificaciones para el uso planteado, tiene muy buena adherencia, carente de dendritas capaz de tolerar agresión mecánica y mantiene su integridad bajo irradiación protónica de 100 A/cm2 por varios minutos.
  • Se entregó a la sección ciclotrón blanco de 68Zn fabricado vía la ruta desarrollada.
  • Se desarrolló una ruta combinada electroquímica y química para recuperar el 68Zn de la matriz metálica después de la extracción del 67Ga desde blanco.

Caracterización de Materiales

  • Durante el año se recibieron 66 solicitudes de 19 proyectos internos los que derivaron un total de 186 muestras originando 293 análisis. Ver tabla Nº1 Demandas Internas y Externas.
  • La solicitudes internas del punto 2 recibidas el año 2005 se valorizan, aplicando la tabla de precios del servicio en $ 7.163.000.
  • Se recibieron 123 solicitudes externas de 28 clientes, los que derivaron 403 muestras l originando 640 análisis. Ver tabla Nº1, Demandas Internas y Externas.
  • Por concepto de facturación, el servicio ingresó un total de $12.665.000, superando la meta comprometida en un 15%.
  • El Servicio fue auditado internamente. Se registraron 4 no conformidades, las que fueron trabajadas y levantadas de acuerdo a procedimientos de auditoria.
  • Se realizó una encuesta de satisfacción del cliente, los resultados mostraron que en general los clientes declaran estar satisfechos con el servicio. Se elaboró un informe en el que se encuentra toda la formación de la encuesta.
  • El laboratorio de difracción de rayos X así como el proceso para análisis fueron licenciados por la Sección de Seguridad de Instalaciones Radiactivas.
Demandas Internas y Externas
TECNICA Nº MUESTRAS INTERNAS Nº ANÁLISIS INTERNOS Nº MUESTRAS EXTERNAS Nº ANÁLISIS EXTERNOS Nº TOTAL MUESTRAS Nº TOTAL ANÁLISIS % MUESTRAS
Análisis Térmico 38 125 108 196 146 321 24,8
Análisis de Tritio 0 0 47 47 47 47 8,0
Difracción de Rayos X 99 100 60 69 159 169 27,0
Picnometría 0 0 3 7 3 7 0,5
Propiedades Mecánicas 30 30 53 54 83 84 14,1
Tamaño de Partículas 19 38 132 267 151 305 25,6
Total 186 293 403 640 589 933 100
Tabla histórica de servicios prestados, año 2001 - 2005
TÉCNICA AÑO 2001 AÑO 2002 AÑO 2003 AÑO 2004 AÑO 2005
Análisis Térmico 70 150 99 150 146
Análisis de Tritio 0 0 0 0 47
Área Superficial 8 72 22 3 0
Difracción de Rayos X 191 277 140 273 159
Picnometría 61 88 10 10 3
Picnometría 0 0 6 4 0
Propiedades Mecánicas 0 10 7 67 83
Tamaño de Particulas 300 127 33 55 151
Total 630 724 317 562 589

PARTICIPACIÓN INTERNACIONAL

En Noviembre los representantes de la empresa SKB de Suecia y la contraparte CCHEN, revisaron los avances y planificaron actividades del proyecto Uso de Cobre para Contenedores HLW. La visita se estructuró en tres reuniones: reunión con la Dirección Ejecutiva, otra Técnica de Avance del Proyecto y una reunión Técnica en Universidad de Chile, Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas. En general las conclusiones derivadas de los expertos señalan que las actividades desarrolladas en CCHEN han sido satisfactoriamente bien realizadas.

En Octubre viaja a Brasil durante 5 días la contraparte nacional en el tema corrosión para el Proyecto OIEA RLA/4/018 para evaluar cupones RECH-1 y RECH-2 en analizador de imágenes del IPEN.

En el marco del Proyecto OIEA RLA/4/018, participó la contraparte nacional en el tema corrosión en el 3° Taller de Corrosión de Elementos Combustibles Gastados de Reactores Experimentales, realizado en Brasil.


PARTICIPACION NACIONAL

En el marco de un convenio entre el Instituto de Salud Publica (ISP) y la CCHEN se elaboró un complemento de convenio y un programa de trabajo para poner a punto el proceso para caracterizar y cuantificar por difracción de rayos X sílice respirable en trabajadores profesionalmente expuestos. Se capacitó a un analista del servicio de caracterización en la preparación de muestras para cuantificación de sílice por DRX. La actividad se realizó en los laboratorios de ISP.

En conjunto con la Sección Industria y Medio Ambiente se trabajó en la medición de tritio por centelleo liquido, actividad no contemplada en las tareas 2005 del proyecto. Las demandas derivaron de empresas externas.


PUBLICACIONES INTERNACIONALES

  • Silvia Lagos, Rebeca Becerra,"Methodology for the Recovery of Lithium from Lithium Titanate", Journal Nuclear Material , 347(2005)134-139.

PUBLICACIONES NACIONALES

  • Silvia Lagos,"Precursores Blancos para Ciclotrón", articulo técnico periodístico, publicado en el mes de Julio en el suplemento CCHEN, Ciencias y Tecnología para el Desarrollo.
  • Iván Escobar, "Contenedores de Cobre para Almacenar Desechos Radiactivos de Alta Actividad", Revista Punto Minero y Portal Sustentable Nº8 ( Septiembre 2005).
  • J.Yévenez, E. Silva, I.Escobar, "Formación y Control del Crecimiento de Películas de Oxido Crecidas Sobre Aluminio 6061". Revista Electrónica Ciencia Abierta, Vol 28, paper Nº 7, 2005.

INFORMES TÉCNICOS

  • "Estudio de Variabilidad de Temperatura", Pamela Solar.
  • "Evaluación Encuesta Satisfacción del Cliente", Pamela Solar, Alejandro Rodríguez.
  • Desarrollo de Blancos de Zinc Metálicos para Ciclotrón", Silvia Lagos, Eric Silva.
  • "Modelo eléctrico establecido vía EIS para NaCl", Claudia Lamas.
  • "Modelo eléctrico establecido vía EIS para Agua Subterránea", Claudia Lamas.
  • "Relación Dosis de Irradiación vs E corr para NaCl y Agua Subterránea", Iván Escobar.
  • "Modelo bidimensional establecido vía autómatas celulares, Iván Escobar.
  • "Informe de Avance Velocidad de Corrosión por Cambio de Masa y con Fierro", Iván Escobar.
  • "Estudio de corrosión bajo tracción, Primera etapa Diseño, Fabricación y Ensayos Preliminares, Iván Escobar.
  • Control de la Formación y Crecimiento de Oxido de Aluminio Sobre Aluminio 6061", Iván Escobar.

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