Zircalloy

Zirkalloy, auch Zirkaloy, Zircalloy oder Zircaloy, ist eine Metall-Legierung, die zu mehr als 90% aus Zirconium besteht. Sie enthält außerdem geringe Mengen von Zinn, Eisen, Nickel und Chrom.

Wegen seines geringen Einfangquerschnitts für Neutronen, d. h. seiner hohen Neutronen-Durchlässigkeit (Permeabilität), wird Zirkalloy für die Hüllrohre der Brennstäbe von Kernreaktoren verwendet. In diesen Hüllrohren befindet sich der Kernbrennstoff, meist Urandioxid oder Uran-Plutonium-Mischoxid, in Form von Tabletten (Pellets).

Generell ist eine Korrosion der Zirkalloyoberflächen in einem Reaktor unvermeidlich. Die Korrosion, und damit die Dicke der Oxidschicht, nimmt im Laufe der Zeit stetig zu. Ihr Ausmaß wird hauptsächlich durch die Beschaffenheit des Materials, die Hüllrohrtemperatur und die chemische Zusammensetzung des umgebenden Kühlwassers bestimmt. Die ständig vorhandene Strahlung im Reaktor hat ebenfalls Einfluss auf die Struktur des Hüllrohrmaterials. Die Korrosion ist damit einer der Vorgänge, welche die Einsatzzeit der Brennelemente im Reaktor auf etwa drei bis fünf Jahre begrenzt.

Neuerdings werden auch Legierungen mit Niob-Anteilen erprobt, die nochmals bessere Korrosionsfestigkeit gegenüber den o.g. Varianten versprechen.