Untersuchung der Durchlässigkeit und der Löslichkeit von Helium in Weicheisen und legierten Stählen bei Temperaturen über 1200°C

L Bei der beabsichtigten Verwendung)-6) von Helium zur Ubertragung der Kernwärme aus heliumgekühlten Kernreaktoren, die als einzige die Aussicht bieten, so hohe Temperaturen zu erzielen, dal3 das Reaktor kühlmittel als Heizmedium für metallurgische Prozesse gebraucht werden kann, ist die Yerhinderung einer Helium-Leckage durch Diffusion durch das Wandmaterial eine wichtige wirtschaftliche und sicherheitstechnische Voraussetzung. Di~ Untersuchung der Vorgänge bei der Einwirkung von Heliumgas auf Weicheisen und/oder legierten Stählen bei hohen Tempera turen und hohen Heliumdrucken wird. damit von grundsätzlicher Bedeutung. Als erstes ist die Durchlässigkeit dieser Werkstoffe gegenüber Helium gas bei diesen physikalischen Bedingungen zu prüfen. Schrifttumsübersicht Die Schrifttumsübersicht kann kurz gehalten werden, da neben früheren 7 zusammenfassenden Arbeiten)-9) ein sehr guter Ubersichtsartikel über lO inerte Gase in Metallen von R. Blackburn } und einer über Lösungen ll inerter Gase in festen Stoffen von V.V. Surenyants) vorliegen. Heliumgas löst sieh nicht in festem oder flüssigem Eisen und anderen lZ Metallen),13). Bekannt gewordene Ausnahmen sind die aus Permeationsmessungen berechnete Löslichkeit von Helium in festem 14 15 Silizium und Germanium) und Angaben), 16) über die Heliumlöslich lO keit in flüssigem Lithium und Kalium. R. Blackburn) begründet die Schwierigkeiten bei der Ermittlung genauer Löslichkeitswerte für Edel gase in flüssigen Metallen. Die Löslichkeit von Helium in Germanium und Silizium scheint das Ergebnis der Kleinheit des Heliumgasatoms und der offenen Struktur der Metallgitter zu sein, die für die firöl3eren Neon-, Argon- und Stickstoffatome keine Durchlässigkeit zeigten 0),14).