1 、 Sainmhíniú ar Ábhair Núicléacha
Go ginearálta, is é ábhar núicléach an téarma ginearálta maidir le hábhair a úsáidtear go heisiach sa tionscal núicléach agus taighde eolaíoch núicléach, lena n-áirítear breosla núicléach agus ábhair innealtóireachta núicléach, ie ábhair breosla neamhnúicléiche.
Tagraíonn na hábhair núicléacha dá dtagraítear go coitianta go príomha le hábhair a úsáidtear i gcodanna éagsúla den imoibreoir, ar a dtugtar ábhair imoibreora freisin. Áirítear le hábhair imoibreora breosla núicléach a théann faoi eamhnú núicléach faoi bhuamáil neodrón, ábhair chumhdaigh le haghaidh comhpháirteanna breosla núicléach, fuaraitheoirí, modhnóirí neodrón (modhnóirí), ábhair shlat rialaithe a ionsúnn neodrón go láidir, agus ábhair fhrithchaiteacha a chuireann cosc ar sceitheadh neodrón lasmuigh den imoibreoir.
2 、 Co gaol a bhaineann idir acmhainní tearc-chré agus acmhainní núicléacha
Is mianra cúlpháirtí coitianta é monazite, ar a dtugtar freisin phosphocerite agus phosphocerite, i gcarraig igneous aigéad idirmheánach agus carraig meiteamorfach. Tá Monazite ar cheann de na príomh-mhianraí de mhianaigh miotail tearc-chré, agus tá sé ann freisin i roinnt carraige dríodair. Dearg donn, buí, uaireanta donn buí, le luster gréisceach, scoilteacht iomlán, cruas Mohs de 5-5.5, agus meáchanlár sonrach 4.9-5.5.
Is é monazite an príomh-mhianra méine de roinnt taiscí cré-annamh de chineál placer sa tSín, atá lonnaithe go príomha i Tongcheng, Hubei, Yueyang, Hunan, Shangrao, Jiangxi, Menghai, Yunnan, agus He County, Guangxi. Mar sin féin, is minic nach mbíonn tábhacht eacnamaíoch ag baint le eastóscadh acmhainní tearc-chré de chineál placer. Is minic go mbíonn eilimintí athfhillteacha tóiriam i gclocha aonair agus is iad príomhfhoinse plútóiniam tráchtála iad freisin.
3, Forbhreathnú ar chur i bhfeidhm cré-annamh i gcomhleá núicléach agus eamhnú núicléach bunaithe ar anailís panoramic paitinne
Tar éis eochairfhocail na n-eilimintí cuardaigh tearc-chré a leathnú go hiomlán, déantar iad a chomhcheangal leis na heochracha leathnaithe agus uimhreacha aicmithe an eamhnaithe núicléach agus an chomhleá núicléach, agus déantar iad a chuardach i mbunachar sonraí Incopt. Is é an dáta cuardaigh ná 24 Lúnasa, 2020. Fuarthas 4837 paitinn tar éis cumasc simplí teaghlaigh, agus socraíodh 4673 paitinn tar éis laghdú torainn saorga.
Dáiltear iarratais ar phaitinní tearc-chré i réimse an eamhnaithe núicléach nó an chomhleá núicléach i 56 tír/réigiún, go príomha sa tSeapáin, sa tSín, sna Stáit Aontaithe, sa Ghearmáin agus sa Rúis, etc. Cuirtear líon suntasach paitinní i bhfeidhm i bhfoirm PCT , a bhfuil iarratais teicneolaíochta paitinne na Síne ag méadú, go háirithe ó 2009, ag dul isteach i gcéim fáis tapa, agus tá an tSeapáin, na Stáit Aontaithe agus an Rúis ag leanúint ar aghaidh ag leagan amach sa réimse seo le blianta fada (Fíor 1).
Fíor 1 Treocht fheidhmithe na bpaitinní teicneolaíochta a bhaineann le cur i bhfeidhm créanna tearca in eamhnú núicléach núicléach agus comhleá núicléach i dtíortha/réigiúin
Is féidir a fheiceáil ón anailís ar théamaí teicniúla go ndíríonn cur i bhfeidhm cré annamh i gcomhleá núicléach agus eamhnú núicléach ar eilimintí breosla, scintillators, brathadóirí radaíochta, actinides, plasmas, imoibreoirí núicléacha, ábhair sciath, ionsú neodrón agus treoracha teicniúla eile.
4 、 Feidhmchláir Sonracha agus Príomhthaighde Paitinne ar Eilimintí Uathúla Cruinne in Ábhair Núicléacha
Ina measc, tá comhleá núicléach agus imoibrithe eamhnaithe núicléach in ábhair núicléacha dian, agus tá na ceanglais maidir le hábhair dian. Faoi láthair, is imoibreoirí eamhnaithe núicléach go príomha iad imoibreoirí cumhachta, agus d'fhéadfadh go mbeadh tóir ar imoibreoirí comhleá ar scála mór tar éis 50 bliain. Feidhm nacré annamheilimintí in ábhair struchtúracha imoibreora; I réimsí ceimiceacha núicléacha sonracha, úsáidtear eilimintí tearc-chré go príomha i slata rialaithe; Ina theannta sin,scannailBaineadh úsáid as freisin sa raidcheimic agus sa tionscal núicléach.
（1） Mar nimh indóite nó mar shlat rialaithe chun leibhéal neodrón agus staid chriticiúil an imoibreora núicléach a choigeartú
In imoibreoirí cumhachta, tá imoibríocht iarmharach tosaigh na gcroí nua sách ard i gcoitinne. Go háirithe i gcéimeanna tosaigh an chéad timthriall athbhreoslaithe, nuair a bhíonn gach breosla núicléach sa chroílár nua, is é an imoibríocht atá fágtha is airde. Ag an bpointe seo, dá mbeifí ag brath go hiomlán ar shlatanna rialaithe a mhéadú chun imoibríocht iarmharach a chúiteamh thabharfaí níos mó slata rialaithe isteach. Freagraíonn gach slat rialaithe (nó bundle slat) le meicníocht tiomána casta a thabhairt isteach. Ar thaobh amháin, méadaíonn sé seo costais, agus ar an láimh eile, is féidir laghdú ar neart struchtúrach a bheith mar thoradh ar oscailt poill sa cheann soitheach brú. Ní hamháin go bhfuil sé neamheacnamaíoch, ach ní cheadaítear freisin go mbeadh méid áirithe porosity agus neart struchtúrach ar cheann an tsoithigh brú. Mar sin féin, gan na slata rialaithe a mhéadú, is gá tiúchan na tocsainí cúitimh ceimiceacha (cosúil le haigéad bórach) a mhéadú chun an imoibríocht atá fágtha a chúiteamh. Sa chás seo, tá sé éasca go sáróidh an tiúchan bórón an tairseach, agus go dtiocfaidh comhéifeacht teocht an mhodhnóra dearfach.
Chun na fadhbanna thuasluaite a sheachaint, is féidir meascán de tocsainí indóite, slata rialaithe, agus rialú cúitimh ceimiceach a úsáid go ginearálta le haghaidh rialaithe.
（2） Mar dopant chun feabhas a chur ar fheidhmíocht ábhair struchtúracha imoibreora
Éilíonn imoibreoirí go mbeadh leibhéal áirithe neart, friotaíocht creimeadh, agus cobhsaíocht ard teirmeach ag comhpháirteanna struchtúracha agus eilimintí breosla, agus cosc a chur ar tháirgí eamhnaithe dul isteach sa chuisnithe.
1) .Rare cruach cré
Tá coinníollacha fisiceacha agus ceimiceacha foircneacha ag an imoibreoir núicléach, agus tá ceanglais ard ag gach comhpháirt den imoibreoir freisin maidir leis an cruach speisialta a úsáidtear. Tá éifeachtaí modhnuithe speisialta ag eilimintí cré annamh ar chruach, go príomha lena n-áirítear íonú, meiteamorfacht, microaloying, agus feabhas a chur ar fhriotaíocht creimeadh. Úsáidtear cruach annamha ina bhfuil cruach go forleathan in imoibreoirí núicléacha freisin.
① Éifeacht íonúcháin: Tá sé léirithe ag taighde atá ann faoi láthair go bhfuil éifeacht íonúcháin mhaith ag créanna neamhchoitianta ar chruach leáite ag teochtaí arda. Tá sé seo amhlaidh toisc gur féidir le créanna neamhchoitianta freagairt le heilimintí díobhálacha ar nós ocsaigine agus sulfair sa chruach leáite chun comhdhúile ardteochta a ghiniúint. Is féidir na comhdhúile ard-teocht a deascadh agus a urscaoileadh i bhfoirm cuimsithe sula gcomhdhlúthaíonn an cruach leáite, rud a laghdóidh an t-ábhar eisíontais sa chruach leáite.
② Meiteamorfacht: ar an láimh eile, is féidir na hocsaídí, suilfídeanna nó ocsaíulfídeanna a ghintear trí imoibriú cré annamh sa chruach leáite le heilimintí díobhálacha ar nós ocsaigine agus sulfair a choinneáil go páirteach sa chruach leáite agus a bheith ina gcuimsiú cruach le leáphointe ard. . Is féidir na cuimsiú seo a úsáid mar ionaid núiclithe ilchineálach le linn an chruach leáite a sholadú, rud a fheabhsóidh cruth agus struchtúr cruach.
③ Microalloying: má dhéantar méadú breise ar an gcré neamhchoitianta a chur leis, déanfar an tearc-chré atá fágtha a thuaslagadh sa chruach tar éis an íonú agus an meiteamorfacht thuas a chríochnú. Ós rud é go bhfuil ga adamhach an tearcchré níos mó ná ga adamh iarainn, tá gníomhaíocht dromchla níos airde ag cré-umha. Le linn phróiseas solidification cruach leáite, saibhrítear eilimintí tearc-chré ag an teorainn gráin, rud a d'fhéadfadh deighilt na n-eilimintí neamhíonachta a laghdú níos fearr ag an teorainn gráin, rud a neartóidh an réiteach soladach agus ag imirt ról microalloying. Ar an láimh eile, mar gheall ar shaintréithe stórála hidrigine na créanna neamhchoitianta, is féidir leo hidrigin a ionsú i cruach, rud a fheabhsú go héifeachtach ar an bhfeiniméan breabaithe hidrigine as cruach.
④ Friotaíocht creimeadh a fheabhsú: Is féidir feabhas a chur ar fhriotaíocht creimeadh cruach freisin trí eilimintí tearc-chré a chur leis. Tá sé seo amhlaidh toisc go bhfuil poitéinseal féinchreimeadh níos airde ag créanna tearca ná cruach dhosmálta. Dá bhrí sin, is féidir le créanna neamhchoitianta a chur leis an acmhainneacht féin-chreimeadh atá déanta as cruach dhosmálta, rud a fheabhsóidh cobhsaíocht cruach sna meáin chreimneach.
2). Staidéar Príomhphaitinne
Paitinn eochair: neartaigh paitinn aireagáin ar scaipeadh ocsaíd cruach ísealghníomhaithe agus a modh ullmhaithe ag Institiúid na Miotail, Acadamh Eolaíochtaí na Síne
Teibí paitinne: Ar choinníoll go bhfuil scaipeadh ocsaíd neartaithe cruach gníomhachtaithe íseal oiriúnach le haghaidh imoibreoirí comhleá agus a modh ullmhúcháin, arb iad is sainairíonna go bhfuil an céatadán na n-eilimintí cóimhiotail i mais iomlán an cruach gníomhachtaithe íseal: Is é an maitrís Fe, 0.08% ≤ C ≤ 0.15%, 8.0% ≤ Cr ≤ 10.0%, 1.1% ≤ W ≤ 1.55%, 0.1% ≤ V ≤ 0.3%, 0.03% ≤ Ta ≤ 0.2%, 0.1 ≤ Mn ≤ 0.6%, agus 0.05% ≤ Y2O3 ≤ 0.5%.
Próiseas déantúsaíochta: Bruithniú cóimhiotal máthair Fe-Cr-WV-Ta-Mn, atomization púdar, muilleoireacht liathróid ard-fhuinnimh an chóimhiotail mháthair agusNanacháithnín Y2O3púdar measctha, eastóscadh clúdaigh púdar, múnlú soladú, rollta te, agus cóireáil teasa.
Modh suimithe cré-annamh: Cuir nanascála leisY2O3cáithníní chuig an tuismitheora cóimhiotal púdar atomized le haghaidh muilleoireacht liathróid ard-fhuinnimh, leis an meán muilleoireacht liathróid a bheith Φ 6 agus Φ 10 liathróid chruach measctha, le atmaisféar muilleoireacht liathróid de 99.99% gáis argón, cóimheas mais ábhar liathróid de (8-) 10): 1, am muilleoireachta liathróid 40-70 uair an chloig, agus luas rothlach 350-500 r/nim.
3）.Úsáidte chun ábhair chosanta radaíochta neodrón a dhéanamh
① Prionsabal na cosanta radaíochta neodrón
Is comhpháirteanna de núicléis adamhach iad neodrón, le mais statach de 1.675 × 10-27kg, atá 1838 uair an mhais leictreonach. Tá a ga thart ar 0.8 × 10-15m, cosúil le méid prótón, cosúil le γ Tá gathanna gan luchtú go cothrom. Nuair a idirghníomhaíonn neodrón le hábhar, idirghníomhaíonn siad go príomha leis na fórsaí núicléacha taobh istigh den núicléas, agus ní idirghníomhaíonn siad leis na leictreoin sa sceall seachtrach.
Le forbairt go mear ar fhuinneamh núicléach agus ar theicneolaíocht imoibreora núicléach, tugadh aird níos mó agus níos mó ar shábháilteacht radaíochta núicléach agus ar chosaint radaíochta núicléach. D'fhonn cosaint radaíochta a neartú d'oibreoirí a bhí i mbun cothabhála trealaimh radaíochta agus tarrtháil timpiste ar feadh i bhfad, tá tábhacht mhór eolaíoch agus luach eacnamaíoch ag baint le cumaisc sciath éadroma a fhorbairt le haghaidh éadaí cosanta. Is í radaíocht neodrón an chuid is tábhachtaí de radaíocht imoibreora núicléach. Go ginearálta, tá an chuid is mó de na neodrón atá i dteagmháil dhíreach le daoine mallaithe go neodrón ísealfhuinnimh tar éis éifeacht sciath neodrón na n-ábhar struchtúrach taobh istigh den imoibreoir núicléach. Imbhuailfidh neodróin ísealfhuinnimh le núicléis a bhfuil uimhir adamhach níos ísle acu go leaisteach agus leanfar de bheith modhnaithe. Déanfar na neodrón teirmeacha modhnaithe a ionsú ag eilimintí le tras-ailt níos mó ionsú neodrón, agus ar deireadh bainfear amach sciath neodrón.
② Príomhstaidéar Paitinne
Tá airíonna hibrideacha scagach agus orgánacha-neamhorgánacha deeilimint tearc-chrégadailiniamMéadaíonn ábhair chnámharlaigh orgánacha miotail bhunaithe a gcomhoiriúnacht le poileitiléin, ag cur na n-ábhar ilchodach sintéiseithe chun cinn chun ábhar gadolinium níos airde agus scaipeadh gadolinium a bheith acu. Cuirfidh an t-ábhar ard gadolinium agus an scaipeadh isteach go díreach ar fheidhmíocht sciath neodrón na n-ábhar ilchodach.
Paitinn eochair: Institiúid Eolaíochta Ábhar Hefei, Acadamh Eolaíochtaí na Síne, paitinn aireagáin ar ábhar sciath ilchodach creat orgánach atá bunaithe ar gadolinium agus a modh ullmhúcháin
Coimriú Paitinne: Is ábhar ilchodach é ábhar sciath ilchodach cnámharlach orgánach miotail Gadolinium atá bunaithe trí mheascadhgadailiniamábhar cnámharlach orgánach miotail bunaithe le poileitiléin i gcóimheas meáchain 2:1:10 agus é a fhoirmiú trí ghalú tuaslagóra nó trí bhrú te. Tá ardchobhsaíocht theirmeach agus cumas sciath neodrón teirmeach ag ábhair sciath ilchodacha cnámharlaigh miotail atá bunaithe ar Gadolinium.
Próiseas déantúsaíochta: roghnú difriúilmiotail gadoliniumsalainn agus ligands orgánacha chun cineálacha éagsúla ábhair chnámharlaigh orgánacha miotail bhunaithe gadolinium a ullmhú agus a shintéisiú, iad a níochán le móilíní beaga meatánóil, eatánóil, nó uisce trí lártheifneoiriú, agus iad a ghníomhachtú ag teocht ard faoi choinníollacha folúis chun na hamhábhair iarmharacha neamh-imoibrithe a bhaint go hiomlán. i bpiocháin na n-ábhar cnámharlach orgánach miotail gadolinium atá bunaithe; Déantar an t-ábhar cnámharlach orgán-mhiotalacha atá bunaithe ar gadolinium a ullmhaítear i gcéim a mhúscailt le lóis poileitiléin ag luas ard, nó go ultrasonaic, nó déantar an t-ábhar cnámharlach orgánaimhiotalach atá bunaithe ar gadolinium a ullmhaítear i gcéim a chumasc le poileitiléin meáchan móilíneach ultra-ard ag teocht ard go dtí go mbeidh sé measctha go hiomlán; Cuir an t-ábhar cnámharlach orgánach miotail/meascán poileitiléin atá measctha go haonfhoirmeach sa mhúnla sa gadolinium, agus faigh an t-ábhar sciath ilchodach cnámharlach orgánach miotail atá bunaithe ar gadolinium trí thriomú chun galú tuaslagóra nó brú te a chur chun cinn; Tá feabhas suntasach tagtha ar fhriotaíocht teasa, airíonna meicniúla, agus cumas sciath neodrón teirmeach níos fearr i gcomparáid le hábhair íon poileitiléin ag an ábhar sciath ilchodach cnámharlach orgánach miotail ullmhaithe atá bunaithe ar gadolinium.
Modh breise cré-annamh: Gd2 (BHC) (H2O) 6, Gd (BTC) (H2O) 4 nó Gd (BDC) 1.5 (H2O) 2 polaiméir comhordaithe criostalach scagach ina bhfuil gadolinium, a fhaightear trí chomhordú polaiméiriúGd (NO3) 3 • 6H2O nó GdCl3 • 6H2Oagus ligand carboxylate orgánach; Is é méid ábhar cnámharlach orgánach miotail atá bunaithe ar gadolinium ná 50nm-2 μ m； Tá moirfeolaíochtaí éagsúla ag ábhair chnámharlaigh orgánacha miotail Gadolinium, lena n-áirítear cruthanna gráinneach, slat-chruthach nó snáthaide.
（4） FeidhmScandiumsa Raidcheimic agus sa tionscal núicléach
Tá cobhsaíocht theirmeach maith ag miotail scandium agus feidhmíocht láidir ionsú fluairín, rud a fhágann gur ábhar fíor-riachtanach é sa tionscal fuinnimh adamhach.
Príomhphaitinn: Forbairt Aeraspáis na Síne Institiúid Ábhair Aerloingseoireachta Beijing, paitinn aireagáin le haghaidh cóimhiotal alúmanaim since maignéisiam scaindiam agus a modh ullmhúcháin
Teibí paitinne: Sinc alúmanaimcóimhiotal maignéisiam scandiumagus a modh ullmhúcháin. Is iad seo a leanas comhdhéanamh ceimiceach agus céatadán meáchain an chóimhiotail alúmanaim since maignéisiam: Mg 1.0% -2.4%, Zn 3.5% -5.5%, Sc 0.04% -0.50%, Zr 0.04% -0.35%, neamhíonachtaí Cu ≤ 0.2%, Si. ≤ 0.35%, Fe ≤ 0.4%, neamhíonachtaí eile aonair ≤ 0.05%, iomlán neamhíonachtaí eile ≤ 0.15%, agus an méid atá fágtha Al. Tá microstructure an ábhair chóimhiotail maignéisiam since maignéisiam alúmanaim seo aonfhoirmeach agus tá a fheidhmíocht cobhsaí, le neart teanntachta deiridh de níos mó ná 400MPa, neart toraidh os cionn 350MPa, agus neart teanntachta os cionn 370MPa le haghaidh hailt táthaithe. Is féidir na táirgí ábhartha a úsáid mar eilimintí struchtúracha i aeraspáis, tionscal núicléach, iompar, earraí spóirt, airm agus réimsí eile.
Próiseas déantúsaíochta: Céim 1, comhábhar de réir an chomhdhéanamh cóimhiotail thuas; Céim 2: Leáigh sa foirnéis bruithnithe ag teocht 700 ℃ ~ 780 ℃; Céim 3: An leacht miotail leáite go hiomlán a scagadh, agus an teocht miotail a choinneáil laistigh den raon 700 ℃ ~ 750 ℃ le linn scagtha; Céim 4: Tar éis scagtha, ba cheart go gceadófaí go hiomlán é a sheasamh; Céim 5: Tar éis seasamh go hiomlán, cuir tús le réitigh, coinnigh an teocht foirnéise laistigh den raon 690 ℃ ~ 730 ℃, agus is é an luas réitigh 15-200mm / nóiméad; Céim 6: Déan cóireáil homogenization annealing ar an tinne cóimhiotal sa foirnéise teasa, le teocht homogenization de 400 ℃ ~ 470 ℃; Céim 7: Peel an tinne homogenized agus déan easbhrúite te chun próifílí a tháirgeadh le tiús balla níos mó ná 2.0mm. Le linn an phróisis easbhrúite, ba cheart an billet a choinneáil ag teocht 350 ℃ go 410 ℃; Céim 8: Squeeze an phróifíl le haghaidh cóireála múchadh réitigh, le teocht réiteach 460-480 ℃; Céim 9: Tar éis 72 uair an chloig de múchadh réiteach soladach, de láimh bhfeidhm ag dul in aois. Is é an córas aosaithe fórsa láimhe ná: 90 ~ 110 ℃ / 24 uair + 170 ~ 180 ℃ / 5 uair an chloig, nó 90 ~ 110 ℃ / 24 uair + 145 ~ 155 ℃ / 10 uair an chloig.
5, Achoimre Taighde
Ar an iomlán, úsáidtear créanna neamhchoitianta go forleathan i gcomhleá núicléach agus eamhnú núicléach, agus tá go leor leagan amach paitinne acu i dtreoracha teicniúla mar excitation X-gha, foirmiú plasma, imoibreoir uisce éadrom, trasúráiniam, úráinil agus púdar ocsaíd. Maidir le hábhair imoibreora, is féidir créanna neamhchoitianta a úsáid mar ábhair struchtúracha imoibreora agus ábhair inslithe ceirmeacha gaolmhara, ábhair rialaithe agus ábhair chosanta radaíochta neodrón.
Am postála: Bealtaine-26-2023