1, material nuklearren definizioa
Zentzu zabalean, material nuklearra da industria nuklearrean eta ikerketa zientifiko nuklearretan erabilitako materialen termino orokorra, erregai nuklearrak eta ingeniaritza nuklear materialak barne, hau da, erregai nuklearren materialak.
Material nuklearrei dagokienez, erreaktorearen hainbat lekutan erabilitako materialak aipatzen dira batez ere, erreaktore materialak ere ezagutzen dira. Erreaktorearen materialak, gainera, fisio nuklearra, nukleoen bonbardaketaren azpian, erregai nuklearren osagaiak, hozkailuak, neutroi moderatzaileak (neutroi neutroiak) kontrolatzen dituzten materialak kontrolatzen ditu, neutroi neutroi eta neutroi ihesak eragozten dituzten material islatzaileak.
2, Lurraren baliabide arraroen eta baliabide nuklearren arteko erlazioa
Monazita, fosfozerita eta fosfozerita ere deitzen da, mineral osagarri arrunta da rock igneoko eta rock metamorfikoko bitarteko azidoetan. Monazita lurreko metalezko mineral arraroaren mineral nagusietako bat da, eta harri sedimentario batzuetan ere badago. Marroi gorria, horia, horia, batzuetan marroixka horia, distira koipetsua, zatiketa osoa, 5-5,5eko MOHS gogortasuna eta 4,9-5,5eko grabitate espezifikoa.
Txinan dauden lurzoru arrunt batzuen mineralaren mineral nagusia Monazita da, batez ere Tongcheng, Hubei, Yueyang, Hunan, Shangrao, Jiangxi, Menghai, Yunnan, eta County, Guangxi. Hala ere, Lurreko Lurreko Baliabide Arraroen erauzketak askotan ez du esanahi ekonomikorik. Bakarkako harri batzuek askotan torioaren elementu erreflexiboak izaten dituzte eta plutonio komertzialaren iturri nagusia dira.
3, Lurraren aplikazio arraroaren ikuspegi orokorra Fusion Nuklearraren eta fisio nuklearrean, patenteen analisi panoramikoan oinarrituta
Lurraren bilaketa-elementu arraroko gako-hitzak guztiz zabaldu ondoren, fisio nuklearraren eta fusio nuklearraren sailkapenaren eta sailkapen zenbakiekin konbinatzen dira eta Incopt datu-basean bilatu ziren. Bilaketa-data 2020ko abuztuaren 24a da. 4837 patenteak lortu ziren familiako fusio sinplearen ondoren, eta 4673 patente zehaztu ziren zarata murrizketa artifizialaren ondoren.
Fusio nuklearraren edo fusio nuklearraren arloan dauden Lurraren patenteen aplikazioak, batez ere Japonian, Txinan, Alemanian, Alemanian eta Errusian kontzentratu dira, eta horietatik patenteen teknologiaren aplikazioetan, batez ere hazkunde fasean, eta Japoniak, eta Errusiak urte askotan zehar jarraitu dute (figura) 1).
1. irudia. Lurraren aplikazio arraroarekin lotutako teknologia-patenteen joera, fisio nuklear nuklearrean eta fusio nuklearrean herrialde / eskualdeetan
Lur arraroak fusio nuklearraren eta fisio nuklearren aplikazio teknikoen azterketatik ikus daiteke erregai-elementuetan, scintillator, erradiazio detektagailuetan, aktinidoak, plasmak, erreaktore nuklearrak, materialak, neutroi xurgapena eta bestelako norabide teknikoak ardatz dituena.
4, aplikazio espezifikoak eta funtsezko patentearen inguruko material arraroak material nuklearretan
Horien artean, material nuklearretan fusio nuklearra eta fisio nuklear erreakzioak biziak dira eta materialen eskakizunak zorrotzak dira. Gaur egun, potentzia erreaktoreak batez ere fisio erreaktore nuklearrak dira, eta fusioaren erreaktoreak tamaina handian popularizatu ahal izango dira 50 urte igaro ondoren. AplikazioaLur arraroaerreaktoreen egiturazko materialetan; Eremu kimiko nuklear zehatzetan, lurreko elementu arraroak kontrol hodietan erabiltzen dira batez ere; Gainera,ladairratia eta industria nuklearretan ere erabili da.
(1) pozoi edo kontrol hagaxka erregistratzaile gisa neutroi maila eta erreaktore nuklearraren egoera kritikoa doitzeko
Potentzia erreaktoreetan, nukleo berrien hasierako erreaktibitatea nahiko altua da. Batez ere lehen erregai-zikloaren hasierako faseetan, nukleoaren erregai nuklear guztia berria denean, gainerako erreaktibitatea da altuena. Puntu honetan, hondakinen erreaktibitatea konpentsatzeko kontrol-hagaxkak areagotzeak soilik kontrol-hagaxka gehiago sartuko luke. Kontrol hagaxka bakoitza (edo hagaxka sorta) gidatzeko mekanismo konplexua sartzeari dagokio. Alde batetik, horrek kostuak areagotzen ditu eta, bestetik, presio-ontziaren buruan zuloak irekitzeak egiturazko indarra gutxitzea eragin dezake. Ez da ekonomikoa izateaz gain, ez da baimenik presioaren ontziaren gainean porositate eta egiturazko indar kopuru bat edukitzea ere. Hala ere, kontrol-hagaxkak handituz, beharrezkoa da toxinak konpentsazio kimikoen kontzentrazioa (azido borikoa adibidez) gainontzeko erreaktibitatea konpentsatzeko. Kasu honetan, erraza da boro kontzentrazioa atalasea gainditzea, eta moderatzailearen tenperatura koefizientea positiboa bihurtuko da.
Aipatutako arazoak ekiditeko, toxina erregaiak, kontrol-hagaxkak eta kalte-ordainen kontrola konbinatzea erabil daiteke kontrolerako.
(2) Dopant gisa erreaktoreen egiturazko materialen errendimendua hobetzeko
Erreaktoreek osagai estrukturalak eta erregai elementuak behar dituzte, indar maila, korrosioarekiko erresistentzia eta egonkortasun termiko handia izateko, fisio produktuak hozgarritik sartzea eragozten duten bitartean.
1) .rare lurreko altzairua
Erreaktore nuklearrak baldintza fisiko eta kimikoen muturrekoak ditu, eta erreaktorearen osagai bakoitzak baldintza altzairu bereziak ditu. Lurreko elementu arraroek altzairuzko efektu bereziak dituzte, batez ere arazketa, metamorfismoa, mikroloia eta korrosioarekiko erresistentzia hobetzea. Altzairuak dituzten lur arraroak ere oso erabiliak dira erreaktore nuklearretan.
① Purifikazio efektua: lehendik dauden ikerketek erakutsi dute Lur arraroak arazketa efektu ona dutela tenperatura altuetan. Lur arraroak tenperatura handiko konposatuak sortzeko oxigeno eta sufrea bezalako elementu kaltegarriekin erreakziona dezakeelako. Tenperatura altuko konposatuak urratu eta desagertu egin daitezke, altzairuaren kondentsuen aurrean sartze moduan, eta, horrela, urritasunaren edukia murrizten da.
② Metamorfismoa: Bestalde, oxidoak, sulfidoak edo oxisulfidoak sortutako oxidoak, sulfidoak edo oxysulfidoak, oxigenoa eta sufrea bezalako elementu kaltegarriak dituzten elementu kaltegarriak dituztenak. Inklusio horiek nukleo zentro heterogeneo gisa erabil daitezke urtzezko altzairua sendotzean, eta, beraz, altzairuaren forma eta egitura hobetuz.
③ MikroLoLoying: Lur arraroa gehitzea areagotzen bada, gainontzeko lurra altzairuan disolbatuko da goiko arazketa eta metamorfismoa amaitu ondoren. Lur arraroaren erradio atomikoa burdin atomoarena baino handiagoa denez, Lur arraroak gainazaleko jarduera handiagoa du. Altzairu urtzen den bitartean, lurreko elementu arruntak garaian, aleak mugan aberasten dira, eta horrek garbitasun elementuen bereizketa hobetu dezake alearen mugan, horrela soluzio sendoa sendotuz eta mikrolojekzioaren papera sendotuz. Bestalde, Lur arraroen hidrogeno biltegien ezaugarriak direla eta, hidrogenoa xurgatu dezakete altzairuan, eta, horrela, hidrogenoa altzairuzko fenomenoa hobetuz.
④ Korrosioarekiko erresistentzia hobetzea: Lurraren elementu arruntak gehitzeak altzairuzko korrosioarekiko erresistentzia ere hobetu dezake. Hau da, lur arraroak altzairu herdoilgaitza baino auto korrosio potentziala handiagoa duelako. Hori dela eta, lur arraroak gehitzeak altzairu herdoilgaitzezko auto korrosioaren potentziala areagotu dezake, eta horrela, altzairuzko egonkortasuna hobetu da komunikabide korrosiboetan.
2). Gako patentearen azterketa
Patente gakoa: Oxidoaren sakabanaketaren asmakizunak aktibazio baxuko altzairua eta haren prestaketa metodoa indartu zituen Metalen Institutuaren arabera, Txinako Zientzien Akademia
Patenteen abstraktua da, oxidoaren sakabanaketa indartsuaren altzairuzko altzairua eta bere prestaketa metodoa indartu da. % 0,03 ≤ TA ≤% 0,2, 0,1 ≤ MN ≤% 0,6, eta% 0,05 ≤ y2o3 ≤% 0,5.
FABRIKAZIO PROZESUA: FE-CR-WV-TA-MN Ama Alloy Smelting, Hauts atomizazioa, Ama Aleazioko Energia Handiko Baloia etaY2o3 nanopartikulaHauts mistoa, hautsa estaltzeko erauzketa, solidifikazio moldaketa, ijezketa beroa eta bero tratamendua.
Lurraren gehigarri arraroa: gehitu nanoscaleY2o3Partikulak Guraso Aleazio ATXIKO ATXIKO ALDAKETAK ENERGIA HANDIKO BALDINAREKIN. 6 eta φ 10% 30.
3) .Uth neutroi erradiazioak babesteko materialak egiteko
① Neutroi erradiazioaren babesaren printzipioa
Neutroiak nukleo atomikoen osagaiak dira, 1,675 × 10-27 kg-ko masa estatikoa, hau da, 1838 aldiz masa elektronikoa. Bere erradioa gutxi gorabehera 0,8 × 10-15 m-koa da, protoi baten tamainaren antzekoa, izpien antzekoa ere kargatu gabe dago. Neutroiek gaiarekin elkarreragiten dutenean, batez ere nukleoaren barneko indar nuklearrekin elkarreragiten dute eta ez dute elektroiekin kanpoko maskorrean elkarreraginik.
Energia nuklearraren eta erreaktore nuklearraren teknologiaren garapen azkarrarekin, gero eta arreta gehiago ordaindu da erradiazio nuklearraren segurtasunari eta erradiazio nuklearren babesari. Denbora luzez erradiazio-ekipoen mantentze-lanetan eta istripuen salbamenduan aritu diren operadoreen erradiadoreen aurkako babesa sendotzeko, esanahi zientifiko handia eta balio ekonomikoa da, babes handiko konposatuak babesteko arinak garatzeko. Neutroi erradiazioa erreaktore nuklearraren erradiazioaren zatirik garrantzitsuena da. Oro har, gizakiekin harreman zuzena duten neutroi gehienak energia gutxiko neutroi moteldu egin dira, erreaktore nuklearraren barruan material estrukturalen eraginez. Energia baxuko neutroiek nukleoekin talka egingo dute, elementu atomiko txikiagoa elastikoki eta moderatzen jarraitzen dute. Neutroi termiko neurritsuak neutroi xurgapen handiagoko sekzio handiagoak dituzten elementuek xurgatuko dituzte, eta azkenik neutroi ezkutua lortuko da.
② Gako patentearen azterketa
Propietate hibrido hibrido porotsuak eta organikoakLurraren elementu arraroagadolinioOinarritutako eskeleto ekologikoko materialen araberakoa polietilenarekin bateragarritasuna areagotzen dute, sintetizatutako material konposatuak sustatuz, gadolinio edukia eta gadolinio dispertsio handiagoa izateko. Gadolinioko edukia eta sakabanaketa altuak zuzenean eragingo du material konposatuen ohiko neutroi-errendimenduan.
Gako Patentea: Hefei Material Zientzien Institutua, Txinako Zientzien Akademia, Gadoliniozko oinarritutako esparru organiko baten asmakizuna, ezkutuko material konposatua eta prestatzeko metodoa
Patenteen abstraktua: Gadolinioan oinarritutako eskeleto ekologikoko metalezko estaldura material konposatua nahastuz eratutako material konposatua dagadolinioOinarritutako metalezko eskeleto ekologikoko materiala polietilenoarekin 2: 1: 10eko pisu-erlazioan eta disolbatzaileen lurruntze edo presio beroaren bidez eratuz. Gadolinioan oinarritutako metalezko eskeleto organiko konposatuzko materialak estaldura termiko altuak eta neutroi babesteko gaitasuna dute.
Fabrikazio prozesua: Ezberdinak hautatzeagadolinio metalaGatinak eta liga organikoak Gadoliniozko oinarritutako metalezko material organikoko materialak prestatzeko eta sintetizatzeko, metanola, etanola edo ura zentrifugazioen arabera garbituz eta tenperatura altuetan aktibatuz, hutsean dauden baldintzetan, Gadolinioko oinarritutako material organikoko materialen poroetan erabat ezabatzeko. Pausoz pauso prestatutako hezurdura antolaketa-materiala oinarritutako hezurrezko materialak abiadura handian edo ultrasonikoki edo urratsean prestatutako hezurdura-materialaren oinarritutako Gadoliniozko material molekulararekin nahastu da erabat nahastu arte; Jarri uniformeki nahastutako eskeleto ekologikoko material organikoa moldean, eta lortu eratutako gadolinioan oinarritutako metalezko eskeleto organikoa estalitako material konposatua, disolbatzaile lurruntzea edo presio beroa sustatzeko; Prestatutako gadoliniozko oinarritutako hezurdura organikoko eskeletoa estaldura material konposatuan nabarmen hobetu da beroarekiko erresistentzia, propietate mekanikoak eta goi mailako neutroi termikoko gaitasuna, polietilenazko material puruarekin alderatuta.
Lurralde arraroa gehitzeko modua: GD2 (BHC) 6, GD (BTC) (H2O) 4 edo GD (BDC) 1.5 (H2O) 2 gadoliniozko koordinioaren polimerizazioa duen polimerizazioaren arabera.GD (NO3) 3 • 6h2o edo GDCL3 • 6h2oeta carboxylate organikoko liganda; Gadoliniozko oinarritutako eskeleto ekologikoko materialaren tamaina 50nm-2 μ m; gadolinio oinarritutako hezurdura ekologikoko materialak morfologia desberdinak dituzte, besteak beste, granularrak, hagaxkak edo orratz itxurako formak.
(4) aplikazioaLadaIrratiGomikan eta industria nuklearrean
Eskandioa metalak egonkortasun termiko ona du eta fluorazko xurgapen errendimendu sendoa du, energia atomikoko industrian ezinbesteko materiala bihurtuz.
Patente gakoa: Txina Garapen Aeroespaziala Material Aeronautikoen Beijing Institutua, Asmakizun Patentea Aluminiozko Zink Magnesio Eskandioa Aleaziorako eta bere prestaketa metodoa
Patenteen abstraktua: aluminio zinkaMagnesioaren eskandioa aleazioaeta bere prestaketa metodoa. Aluminiozko Zink Magnesioaren Galdetuaren konposizio kimikoa eta pisua% 1,0-%,% 3,5% -5,5% -0,5% -0,5% -0,5% -0,5% -0,5% 0,2%,% 0,3,% 0,4,% 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0. ≤% 0,15, eta gainerako zenbatekoa al da. Aluminiozko zinka magnesioaren aleazio materialaren mikroegitura uniformea da eta bere errendimendua egonkorra da, 400MPA baino gehiagoko tentsio indarra duena, 350mpa baino gehiagoren etekina eta 370mpa baino gehiagoren indarra soldadurarako. Produktu materialak egiturazko elementu gisa erabil daitezke aeroespazialaren, industria nuklearrean, garraioan, kirol ondasunetan, armak eta bestelako zelaietan.
FABRIKAZIO PROZESUA: 1. urratsa, osagaia goiko aleazioaren konposizioaren arabera; 2. pausoa: urtu labeetan 700 º ~ 780 ℃ tenperatura tenperatura; 3. pausoa: findu guztiz urtutako metalezko likidoa eta mantendu metalezko tenperatura 700 ℃ ~ 750 º-ko tartean fintze garaian; 4. pausoa: Finkatu ondoren, erabat baimendu beharko litzateke geldirik egotea; 5. urratsa: Hasi zutik egon ondoren, hasi casting, labe tenperatura 690 ℃ ~ 730 ℃-ko tartean mantendu, eta casting abiadura 15-200mm / minutukoa da; 6. urratsa: burutzea berotzeko labeetan aleazioen tratamendua lortzeko homogeneizazioa egitea, 400 ℃ ~ 470 ℃-ko homogeneizazio tenperatura; 7. urratsa. Zuritu homogeneizatutako irenstasuna eta egin estrusio beroa 2,0mm baino gehiagoko horma lodiera duten profilak sortzeko. Estrusio prozesuan zehar, billetak 350 º-ko tenperatura mantendu behar da 410 ℃; 8. urratsa: Sakatu Profila konponbidea itzaltzeko tratamendua lortzeko, 460-480 ℃-ko konponbide tenperatura; 9. urratsa: 72 ordu irtenbide solidoaren itzalpean, eskuz indarrez zahartzea. Eskuliburuko indarraren zahartze sistema hau da: 90 ~ 110 ℃ / 24 ordu + 170 ~ 180 ℃ / 5 ordu, edo 90 ~ 110 ℃ / 24 ordu + 145 ~ 155 ℃ / 10 ordu.
5, Ikerketaren laburpena
Osotasunean, lur arraroak oso erabiliak dira fusio nuklearretan eta fisio nuklearretan, eta patentearen diseinu ugari dituzte X izpien zirrara, plasma eraketa, ur-erreaktore arina, Transuruanioa, Uranyl eta oxido hautsa. Erreaktore materialei dagokienez, lur arraroak erreaktore estruktural materialak eta erlazionatutako zeramikazko materialak, kontrol materialak eta neutroi erradiazioak babesteko materialak erabil daitezke.
Posta: 20123-26-26