1, nüvə materiallarının tərifi
Geniş mənada, nüvə materialında nüvə sənayesi və nüvə sənayesi və nüvə mühəndisliyi materialları, yəni nüvə yanacaq materialları da daxil olmaqla nüvə sənayesi və nüvə elmi tədqiqatlarında istifadə olunan materiallar üçün ümumi müddətdir.
Ümumiyyətlə nüvə materiallarına deyil, əsasən reaktorun müxtəlif yerlərində istifadə olunan materiallara da aiddir. Reaktor materiallarına nüvə parçalanması, nüvə yanacaq komponentləri, soyuducular, neytron moderatorları (moderatorlar), neytronları güclü bir şəkildə udmaq və reaktor xaricində sızanmaların qarşısını alan idarəetmə çubuğu materialları daxil olan nüvə yanacağı daxildir.
2, nadir torpaq resursları və nüvə mənbələri arasındakı əlaqəli əlaqə
Fosfokerit və fosfokerit adlandırılan Monazit, aralıq turşu olmayan qaya və metamorfik qayada ümumi bir aksesuar mineraldır. Monazit, nadir torpaq metal filizinin əsas minerallarından biridir və bəzi çöküntü rokunda da mövcuddur. Qəhvəyi qırmızı, sarı, bəzən qəhvəyi rəngli sarı, yağlı bir parıltı, tam parçalanma, mohs sərtliyi 5-5.5 və 4.9-5.5-in xüsusi çəkisi ilə.
Çinindəki bəzi plaker tipli nadir torpaq əmanətlərinin əsas filizi mineralı, əsasən Tongcheng, Hubei, Yueyang, Hunan, Shangrao, Jiangxi, Yunnan və Heanghai, Yunnan və He County-də yerləşir. Bununla birlikdə, plakat tipli nadir torpaq ehtiyatlarının çıxarılması tez-tez iqtisadi əhəmiyyətə malik deyil. Tək daşların tez-tez refleksiv torium elementləri ehtiva edir və həm də kommersiya plutoniyasının əsas mənbəyidir.
3, patent panoramik analizinə əsaslanan nüvə fusion və nüvə parçalanmasında nadir torpaq tətbiqetməsinə baxış
Nadir Earth axtarış elementlərinin açar sözlərindən sonra tam genişləndikdən sonra, nüvə parçalanma və nüvə füzyonunun genişləndirmə düymələri və təsnifat nömrələri ilə birləşdirilir və Incopt verilənlər bazasında axtarılır. Axtarış tarixi 24 avqust 2020-dir. Sadə ailə birləşməsindən sonra 4837 patent, süni səs-küy azaldılmasından sonra 4673 patent müəyyən edildi.
Nüvə fonsionunda nadir torpaq patent tətbiqləri və ya nüvə füzyonu sahəsində, əsasən Yaponiya, Çin, Çin, Almaniya və Rusiya və s. 1).
Şəkil 1 Nüvə nüvə fonsionunda və ölkələrdə nüvə nüvə füzyonunda və nüvə füzyonunda əlaqəli texnoloji patentlərin tətbiqi tətbiqi
Nüvə Füzyonunda və nüvə fitinqində nadir yerin tətbiqi, yanacaq elementləri, skintilatorlar, radiasiya detektorları, aktinidlər, plazmas, nüvə reaktorlarına, qoruyucu materiallar, neytron udma və digər texniki istiqamətlərə yönəldilmiş texniki mövzuların təhlilindən görünə bilər.
Nüvə materiallarında nadir torpaq elementlərinin xüsusi tətbiqləri və əsas patent tədqiqatları
Onların arasında nüvə qaynaşması və nüvə materiallarında nüvə parçalanması reaksiyaları sıxdır və materiallar üçün tələblər ciddidir. Hazırda elektrik reaktorları əsasən nüvə parçalanma reaktorlarıdır və Fusion reaktorları 50 ildən sonra geniş miqyasda populyarlaşa bilər. Tətbiqinadirreaktor struktur materiallarında elementlər; Xüsusi nüvə kimyəvi sahələrində nadir torpaq elementləri əsasən idarəetmə çubuqlarında istifadə olunur; Bundan əlavə,skandiumRadiokimyada və nüvə sənayesində də istifadə edilmişdir.
(1) nüvə səviyyəsini və nüvə reaktorunun kritik vəziyyətini tənzimləmək üçün yanan zəhər və ya nəzarət çubuğu
Güc reaktorlarında yeni nüvələrin ilkin qalıq reaktivliyi ümumiyyətlə nisbətən yüksəkdir. Xüsusilə ilk yanacaq doldurma dövrünün erkən mərhələlərində, nüvə yanacağı nüvə yanacağı yeni, qalan reaktivlik ən yüksəkdir. Bu anda, qalıq reaktivliyi kompensasiya etmək üçün yalnız artan nəzarət çubuqlarına güvənir. Hər bir idarəetmə çubuğu (və ya çubuq dəsti) mürəkkəb bir sürücülük mexanizminin tətbiqinə uyğundur. Bir tərəfdən bu xərcləri artırır, digər tərəfdən, təzyiq gəmisinin başçısında deşiklər açılan çuxurların açılması struktur gücünün azalmasına səbəb ola bilər. Yalnız bu iqtisadi deyil, həm də təzyiq gəmisi başında müəyyən miqdarda məsamə və struktur gücünə sahib olmağa icazə verilmir. Ancaq nəzarət çubuqlarını artırmadan, qalan reaktivliyi kompensasiya etmək üçün kimyəvi kompensasiya toksinlərinin (bor turşusu kimi) konsentrasiyasını artırmaq lazımdır. Bu vəziyyətdə, boron konsentrasiyası həddini aşması asandır və moderatorun temperatur əmsalı müsbət hala gəldi.
Yuxarıda göstərilən problemlərin qarşısını almaq üçün yanan toksinlərin, nəzarət çubuqlarının və kimyəvi kompensasiya nəzarəti birləşmənin birləşməsi ümumiyyətlə nəzarət üçün istifadə edilə bilər.
(2) reaktor struktur materiallarının performansını artırmaq üçün bir dopant olaraq
Reaktorlar struktur komponentləri və yanacaq elementlərini müəyyən bir güc səviyyəsinə, korroziya müqavimətinin və yüksək istilik sabitliyinin olması, həmçinin fonstess məhsullarının soyuducuya girməsinin qarşısını alır.
1) .Rare Earth Polad
Nüvə reaktorunun həddindən artıq fiziki və kimyəvi şərti var və reaktorun hər bir hissəsi də istifadə olunan xüsusi polad üçün yüksək tələblərə malikdir. Nadir Earth elementləri, əsasən təmizlənmə, metamorfizm, mikroalloy və korroziya müqavimətinin yaxşılaşdırılması da daxil olmaqla Çelikdə xüsusi modifikasiya effektləri var. Çelikləri olan nadir yer, nüvə reaktorlarında da geniş istifadə olunur.
① Təmizləmə effekti: Mövcud tədqiqatlar nadir torpaqların yüksək temperaturda əridilmiş poladda yaxşı bir təmizlənmə təsiri olduğunu göstərdi. Çünki nadir torpaqlar, yüksək temperaturlu birləşmələr yaratmaq üçün əridilmiş poladda oksigen və kükürd kimi zərərli elementlərlə reaksiya verə bilər. Yüksək temperaturlu birləşmələr çökmək və əridilmiş poladdan əvvəl qarışıqlıq şəklində boşaldıla bilər, bununla da əridilmiş poladda çirkli məzmunu azaltmaq olar.
② metamorfizm Bu incəliklər, əridilmiş poladın möhkəmləndirilməsi zamanı heterojen nukleation mərkəzləri kimi istifadə edilə bilər və bununla da poladın forma və quruluşunu yaxşılaşdırır.
③ Microalloying: Nadir yerin əlavə edilməsi daha da artmaqdadırsa, qalan nadir yer yuxarıdakı təmizlənmə və metamorfizmin bitdikdən sonra poladda həll ediləcəkdir. Nadir yerin atom radiusu dəmir atomdan daha böyük olduğundan, nadir yerin daha yüksək səth fəaliyyəti var. MoLten Çelikin qatılaşdırılması prosesi zamanı nadir torpaq elementləri taxıl sərhədində zənginləşdirilir ki, bu da taxıl sərhədindəki murdarlıq elementlərinin bölüşdürülməsini daha yaxşı azalda bilər və bununla da qatı həll yolu gücləndirir və mikroalloyinq rolunu oynayır. Digər tərəfdən, nadir yerlərin hidrogen saxlama xüsusiyyətləri səbəbindən, poladda hidrogenin hidrogen uduza bilər və bununla da poladdan hidrogenin hidrogen boğulan fenomenini təsirli şəkildə yaxşılaşdıra bilərlər.
Corsy Corrozi müqavimətini yaxşılaşdırmaq: Nadir torpaq elementlərinin əlavə edilməsi də poladın korroziyasının müqavimətini artıra bilər. Bunun səbəbi nadir torpaqların paslanmayan poladdan daha yüksək özünü korroziya potensialı var. Buna görə nadir yerlərin əlavə edilməsi paslanmayan poladdan özünü korroziya potensialını artıra bilər və bununla da korroziv mediada poladın sabitliyini artırır.
2). Əsas patentşünaslıq
Açar patent: Bir oksid dispersiyasının ixtirası patenti aşağı aktivləşdirmə poladın və onun hazırlıq metodunu gücləndirdi, Çin Elmlər Akademiyası
Patent Abstrakt: Təqdim olunan reaktorlar üçün uyğun bir oksid dispersion və onun hazırlanması üsulu, aşağı aktivləşdirmə poladın ümumi kütləsinin ümumi kütləsinin ümumi kütləsinin ümumi kütləsinin yüzdə 0,1,0%, 1.1% ≤ ≤ ≤ 0.1% ≤ 0.3%, 0.03% ≤ TA ≤ 0.2%, 0.1 ≤ mn ≤ 0.6%, 0,05% ≤ Y2O3 ≤ 0.5%.
İstehsal prosesi: Fe-CR-WV-TA-MN Ana ərintisi əriməsi, toz atomizasiyası, ana ərintisinin yüksək enerji topuY2O3 nanoparticleQarışıq toz, toz dərisi hasilatı, bərkikan qəlibləmə, isti yayma və istilik müalicəsi.
Nadir Earth Əlavə metodu: Nanoscale əlavə edinY2O3Valideyn alaşımına olan hissəciklər, yüksək enerji topu üçün tozlu toz, top freze orta, top freze atmosferi olan bir top freze atmosferi olan (8-10), bir top freze, 350-500 r / dəq.
3). Neytron radiasiya qorunması materialları etmək üçün istifadə olunur
① Neytron radiasiya qorunması prinsipi
Neytronlar, 1,675 × 10-27 kq, bu, elektron kütlədən 1838 dəfə statik kütləsi olan Atom Nuclei komponentləridir. Onun radiusu təxminən 0,8 × 10-15 m-dir, γ şüalarına bənzər bir protona bənzər bir protona bənzəyir. Neytronlar maddə ilə qarşılıqlı olduqda, əsasən nüvə içərisindəki nüvə qüvvələri ilə qarşılıqlı əlaqə qururlar və xarici qabıqdakı elektronlarla qarşılıqlı əlaqə qurmurlar.
Nüvə enerjisinin və nüvə reaktoru texnologiyasının sürətli inkişafı ilə nüvə radiasiya təhlükəsizliyi və nüvə radiasiya qorunmasına daha çox diqqət yetirilmişdir. Uzun müddət radiasiya avadanlığı və qəza qurtarması ilə məşğul olan operatorlar üçün radiasiya qorunmasını gücləndirmək üçün, qoruyucu geyim üçün yüngül qoruyucu kompozitlər hazırlamaq üçün böyük elmi əhəmiyyət və iqtisadi əhəmiyyət daşıyır. Neytron radiasiyası nüvə reaktor radiasiyasının ən vacib hissəsidir. Ümumiyyətlə, insanlarla birbaşa təmasda olan neytronların əksəriyyəti, nüvə reaktorunun içərisindəki struktur materialların neytron ekranından sonra aşağı enerji neytronlarına qədər yavaşladı. Aşağı enerji neytronları aşağı atom nömrəsi olan nüvələri ilə toqquşacaq və moderasiya olunmağa davam edəcəkdir. Moderasiya edilmiş istilik neytronları daha böyük neytron udma çarpaz bölmələri olan elementlər tərəfindən udulacaq və nəhayət neytron qalxanı əldə ediləcəkdir.
② Açar patent tədqiqatı
Məsaməli və üzvi-qeyri-üzvi hibrid xüsusiyyətlərinadir torpaq elementigadoliniumƏsaslı metal üzvi skeleton materialları polietilen ilə uyğunluğunu artırır, daha yüksək gadolinium məzmunu və gadolinium dispersiyasına sahib olmaq üçün sintez edilmiş kompozit materialları təbliğ edir. Yüksək gadolinium tərkibi və dispersiya kompozit materialların neytron ekranlaşdırılması performansına birbaşa təsir edəcəkdir.
Açar patent: Hefei Maddi Elmlər İnstitutu, Çin Elmlər Akademiyası, bir gadolinium əsaslı üzvi çərçivə kompozit qoruyucu materialının və onun hazırlanması metodunun ixtirası patenti
Patent Abstrakt: Gadolinium əsaslı metal üzvi skeleton kompozit qoruyucu material, qarışdırma ilə formalaşmış bir kompozit materialdırgadolinium2: 1: 10-a bir çəki nisbətində polietilen olan metal üzvi skeleton materialı əsaslıdır və həlledici buxarlanma və ya isti basaraq meydana gətirir. Gadolinium əsaslı metal üzvi skeleton kompozit qoruyucu materiallar yüksək istilik sabitliyi və istilik neytron qoruyucu qabiliyyətə malikdir.
İstehsal prosesi: Fərqli seçməkgadolinium metalGadolinium əsaslı metal üzvi skeleton materiallarını hazırlamaq və sintez etmək, metanolun kiçik molekulları, etanol və ya su ilə yuyunmaq və yüksək temperaturda yüksək temperaturda onları yüksək temperaturda onları yüksək temperaturda onları yüksək temperaturda yüksək temperaturda aktivləşdirmək və onları gadolinium əsaslı metal üzvi skelet materialları Addım-addım hazırlanan gadolinium əsaslı orqanometrik skeletallı skeleton, polietilen losyonu ilə yüksək sürətlə və ya ultrilyoloji cəhətdən və ya addımda hazırlanmış gadolinium əsaslı orqanometrik skeletallı skeletallı materialın yüksək temperaturda tam temperaturda qarışdırılmışdır; Kalıpda vahid qarışıq gadolinium əsaslı metal üzvi skeleton material / polietilen qarışığı qoyun və həlledici buxarlanma və ya isti presingi təşviq etmək üçün qurutaraq meydana gələn Gadollium əsaslı metal üzvi skeleton kompozit qalxanı qoruyucu ekrana qoyun; Hazırlanmış gadolinium əsaslı metal üzvi skeleton kompozit qoruyucu material, saf polietilen materiallara nisbətən istilik müqavimətini, mexaniki xüsusiyyətləri və üstün istilik neytrondan qoruyucu qabiliyyətini xeyli yaxşılaşdırdı.
Nadir Earth Əlavə rejimi: GD2 (H2O) (H2O) 6, GD (H2O) 4 və ya GD (H2O) 4 və ya GD (H2O) 1.5 (H2O), koordinasiya polimerləşməsi ilə əldə edilən gadolinium olan iki məsaməli kristal koordinasiya polimerGD (no3) 3 • 6h2o və ya GDCL3 • 6h2ovə üzvi karboksilat Ligand; Gadolinium əsaslı metal üzvi skeleton materialının ölçüsü 50nm-2 μ m; gadolinium əsaslı metal üzvi skelet materialları, dənəvər, çubuq şəklində və ya iynə formalı formaları da daxil olmaqla fərqli morfologiyalara malikdir.
(4) tətbiqiSkandiumRadiokimya və nüvə sənayesində
Scandium metalının yaxşı istilik sabitliyi və güclü florin udma performansı, atom enerjisi sənayesində əvəzolunmaz bir material halına gətirir.
Açar patent: Çin Aerokosmik İnkişafı Pekin Aeronavtika Materialları İnstitutu, alüminium sink maqnezium skandium ərinti və onun hazırlanması üsulu üçün ixtira patentidir
Patent Abstrakt: Bir alüminium sinkmaqnezium skandium ərintisivə onun hazırlanması üsulu. Alüminium sink maqnezium skandium ərintisinin kimyəvi tərkibi və çəki faizi: mq 1.0% -2.4%, zn 3.5% -0.5%, si 0.04% -0.35%, si ≤ 0.35%, digər çirklər 0,15%, qalan məbləğ də. Bu alüminium sink maqnezium skandium ərintisi materialının mikrostrukturu vahiddir və onun performansı, 350MPA-dan çox gəlir gücü, 350MPA-dan çox olan son dərəcə gücü və 350MPA-dan çox davamlı gücü və onun performansı sabitdir. Maddi məhsullar aerokosmik, nüvə sənayesi, nəqliyyat, idman malları, silah və digər sahələrdə struktur elementləri kimi istifadə edilə bilər.
İstehsal prosesi: yuxarı 1, yuxarıdakı ərinti tərkibinə görə tərkib hissəsi; Addım 2: 700 ℃ ~ 780 ℃ temperaturunda ərimiş sobasında əriməsi; Addım 3: Tamamilə ərinmiş metal mayeni təmizləyin və təmizləyərkən 700 ℃ ~ 750 ℃ aralığında metal temperaturu qoruyun; Addım 4: Təmizləndikdən sonra hələ dayanmağa tam icazə verilməlidir; Addım 5: Tamamilə dayandıqdan sonra tökmə başlayın, soba temperaturunu 690 ℃ ~ 730 ℃ aralığında saxlayın və tökmə sürəti 15-200 mm / dəqiqəlikdür; Addım 6: Homogenizasiya sobasında ərinti çubuğunda homojenizasiya müalicəsini yerinə yetirin, homogenizasiya temperaturu 400 ℃ ~ 470 ℃; Addım 7: Homojenləşdirilmiş ingotu soyun və 2,0 mm-dən çox divar qalınlığı olan profillər istehsal etmək üçün isti ekstruziya edin. Ekstruziya prosesi zamanı, baret 350 ℃ arasında 410 ℃ temperaturda saxlanılmalıdır; Addım 8: 460-480 ℃, həll istiliyi ilə həlldən imtina müalicəsi profilini sıxın; Addım 9: 72 saatlıq möhkəm həlldən sonra qocalmanı əl ilə məcbur edir. Əlverişli yaşlanma sistemi: 90 ~ 110 ℃ / 24 saat + 170 ~ 180 ℃ / 5 saat və ya 90 ~ 110 ℃ / 24 saat + 145 ~ 155 ℃ / 10 saat.
5, Tədqiqat Xülasəsi
Bütövlükdə nadir yerlər nüvə qaynaşmasında və nüvə parçalanmasında geniş istifadə olunur və rentgen həyəcanları, plazma meydana gəlməsi, yüngül su reaktoru, transuran və oksid tozu kimi texniki istiqamətlərdə bir çox patent planı var. Reaktor materiallarına gəldikdə, nadir torpaqlar reaktor struktur materialları və əlaqəli keramika izolyasiya materialları, nəzarət materialları və neytron radiasiya qorunması materialları kimi istifadə edilə bilər.
Time vaxt: May-26-2023