1 、 Skilgreining á kjarnorkuefnum
Í víðtækum skilningi er kjarnorkuefni almennt hugtak fyrir efni sem eingöngu er notað í kjarnorkuiðnaðinum og kjarnorkuvísindarannsóknum, þar með talið kjarnorkueldsneyti og kjarnorkuverkfræði, þ.e.a.
Algengt er að vísa til kjarnorkuefna sem aðallega vísa til efna sem notuð eru í ýmsum hlutum reactor, einnig þekkt sem reactor efni. Efni reactor inniheldur kjarnorkueldsneyti sem gengst undir kjarnaklofnun undir nifteindasprengju, klæðningarefni fyrir kjarnaeldsneytisíhluti, kælivökva, nifteind stjórnendur (stjórnendur), stjórnunarefni sem taka sterklega upp nifteindir og endurspeglunarefni sem koma í veg fyrir nifteinda leka utan reactorsins.
2 、 CO tengd tengsl milli sjaldgæfra jarðarauðlinda og kjarnorkuauðlinda
Monazite, einnig kölluð fosfókerít og fosfókerít, er algengt aukabúnaður steinefni í millistigsýru berg og myndbreyting. Monazite er eitt af helstu steinefnum sjaldgæfra jarðmalms og er einnig til í einhverju seti berg. Brúnleitur rauður, gulur, stundum brúnleitur, með fitandi ljóma, fullkominni klofningu, hörku Mohs 5-5,5 og sérþyngd 4,9-5,5.
Aðal málmgrýti steinefna sumra Placer tegundar sjaldgæfar jarðar í Kína er monazite, aðallega staðsett í Tongcheng, Hubei, Yueyang, Hunan, Shangrao, Jiangxi, Menghai, Yunnan og He -sýslu, Guangxi. Samt sem áður hefur útdráttur af Placer tegund sjaldgæfar jarðvegs auðlindir oft ekki efnahagslega þýðingu. Einangra steinar innihalda oft viðbragðsþéttingarþætti og eru einnig aðal uppspretta plútóníums í atvinnuskyni.
3 、 Yfirlit yfir sjaldgæfan jarðnotkun í kjarnasamruni og kjarnorku
Eftir að leitarorð sjaldgæfra jarðleitarþátta eru að fullu stækkuð eru þau sameinuð stækkunarlyklunum og flokkunarnúmerum kjarnaklofs og kjarnasamruna og leitað í Incopt gagnagrunninum. Leitardagurinn er 24. ágúst 2020. 4837 einkaleyfi voru fengin eftir einfalda fjölskyldu sameiningu og 4673 einkaleyfi voru ákvörðuð eftir að gervi hávaða minnkaði.
Sjaldgæfar jarðskýringarumsóknir á sviði kjarnorkufalls eða kjarnasamruna dreifast í 56 löndum/svæðum, aðallega einbeitt í Japan, Kína, Bandaríkjunum, Þýskalandi og Rússlandi, osfrv. Mannlega fjöldi einkaleyfa er beitt í formi PCT, þar sem kínversk einkaleyfatækni og Russia hafa haldið áfram, sérstaklega frá því að þetta er komið fyrir um að hann hafi verið á vexti, og Japan, Japan, Russia hafa haldið áfram að halda uppi fyrir þetta sem var um að ræða fyrir það sem Japan, Japan, hafa haldið áfram að Russíu hafi haldið uppi fyrir þetta sem þetta er komið fyrir um að þetta sé fyrir um það sem Japan, og Japan, hafa haldið uppi á því að hann hafi verið á leiðinni fyrir þetta sem var komið fyrir og Japan, og Japan, hafa haldið uppi til þess að það hafi verið komið fyrir á þessu “, og Japan, og Japan, hafa verið Mörg ár (mynd 1).
Mynd 1 Umsóknarþróun tækni einkaleyfa sem tengjast sjaldgæfri jarðnotkun í kjarnorku kjarnorku og kjarnasamruni í löndum/svæðum
Það má sjá frá greiningunni á tæknilegum þemum að beiting sjaldgæfra jarðar í kjarnasamruni og kjarnorku fission beinist að eldsneytisþáttum, scintillators, geislunarskynjara, aktíníðum, plasmum, kjarnaofnum, hlífðarefnum, nifteinda frásogi og öðrum tæknilegum áttum.
4 、 Sérstakar forrit og helstu einkaleyfisrannsóknir á sjaldgæfum jarðþáttum í kjarnorkuefnum
Meðal þeirra eru kjarnasamruni og kjarnorkuviðbrögð í kjarnorkuefnum mikil og kröfur um efni eru strangar. Sem stendur eru rafmagnsofnar aðallega kjarnorkuofnofnar og hægt er að vinsælir samrunaofna í stórum stíl eftir 50 ár. BeitinguSjaldgæf jörðþættir í reactor burðarefni; Í sérstökum kjarnorkusviðum eru sjaldgæfir jarðþættir aðallega notaðir í samanburðarstöngum; Að auki,Scandiumhefur einnig verið notað í geislaefnafræði og kjarnorkuiðnaði.
（1） sem eldfim eitur eða stjórnstöng til að stilla nifteindastig og mikilvægt ástand kjarnakljúfa
Í rafmagns reaktorum er upphafleg viðbrögð nýrra kjarna yfirleitt tiltölulega mikil. Sérstaklega á fyrstu stigum fyrsta eldsneytislotunnar, þegar allt kjarnorkueldsneyti í kjarna er nýtt, er hvarfvirkni sem eftir er mest. Á þessum tímapunkti, með því að treysta eingöngu á að auka stjórnstöng til að bæta upp fyrir hvarfvirkni leifar, myndi setja fleiri stjórnstöng. Hver stjórnstöng (eða stangir búnt) samsvarar tilkomu flókins aksturskerfi. Annars vegar eykur þetta kostnað og hins vegar getur opnun göt í þrýstihöfuðinu leitt til lækkunar á burðarstyrk. Það er ekki aðeins óeðlilegt, heldur er það heldur ekki leyft að hafa ákveðið magn af porosity og burðarvirki á höfuðþrýstingshöfuðinu. Hins vegar, án þess að auka stjórnunarstöngina, er nauðsynlegt að auka styrk efnafræðilegra bætandi eiturefna (svo sem bórsýru) til að bæta upp hvarfvirkni sem eftir er. Í þessu tilfelli er auðvelt fyrir bórstyrkinn að fara yfir þröskuldinn og hitastigstuðull stjórnandans verður jákvæður.
Til að forðast áðurnefnd vandamál er almennt hægt að nota sambland af eldfimum eiturefnum, stjórnstöngum og efnafræðilegum bótastýringu til að stjórna.
（2） sem dópefni til að auka árangur reactor uppbyggingarefna
Reactors þurfa burðarvirki og eldsneytisþættir til að hafa ákveðið styrkleika, tæringarþol og mikla hitauppstreymi, en jafnframt koma í veg fyrir að fissionafurðir komist inn í kælivökva.
1). Erfða jörð stál
Kjarnakljúfinn hefur miklar eðlisfræðilegar og efnafræðilegar aðstæður og hver hluti reactorsins hefur einnig miklar kröfur um sérstakt stál sem notað er. Mjög sjaldgæfar jarðþættir hafa sérstök breytingu á stáli, aðallega með hreinsun, myndbreyting, örkorn og endurbætur á tæringarþol. Sjaldgæf jörð sem inniheldur stál er einnig mikið notuð í kjarnaofnum.
① Hreinsunaráhrif: Núverandi rannsóknir hafa sýnt að sjaldgæfar jörð hafa góð hreinsunaráhrif á bráðið stál við hátt hitastig. Þetta er vegna þess að sjaldgæfar jörð geta brugðist við skaðlegum þáttum eins og súrefni og brennisteini í bráðnu stáli til að mynda háhita efnasambönd. Hægt er að fella út háhita efnasamböndin og tæmd í formi innifalna áður en bráðnu stálþéttni þéttist og dregur þannig úr óhreinindinni í bráðnu stáli.
② Metamorphism: Aftur á móti er hægt að halda oxíðunum, súlfíðunum eða oxýsúlfíðum sem myndast við viðbrögð sjaldgæfra jarðar í bráðnu stáli með skaðlegum þáttum eins og súrefni og brennisteini að hluta til í bráðnu stáli og verða innifalið stál með háum bræðslupunkti. Hægt er að nota þessar innifalin sem ólík kjarnamiðstöðvar við storknun á bráðnu stáli og bæta þannig lögun og uppbyggingu stáls.
③ Microalloying: Ef viðbót sjaldgæfra jarðar er aukin, verður sjaldgæfri jörðin sem eftir er leyst upp í stálinu eftir að ofangreind hreinsun og myndbreyting er lokið. Þar sem atómgeislun sjaldgæfra jarðar er stærri en járnatómsins hefur sjaldgæf jörð meiri virkni yfirborðs. Meðan á storknunarferli bráðnu stáli stóð eru sjaldgæfir jarðþættir auðgaðir við kornamörkin, sem geta betur dregið úr aðgreiningu óhreinindaþátta við kornamörkin og þannig styrkt föstu lausnina og leikur hlutverk örkerfisins. Aftur á móti, vegna vetnisgeymslueinkenna sjaldgæfra jarðar, geta þeir tekið á sig vetni í stáli og þar með í raun bætt vetnislagið fyrirbæri stáls.
④ Að bæta tæringarþol: Viðbót sjaldgæfra jarðarþátta getur einnig bætt tæringarþol stáls. Þetta er vegna þess að sjaldgæfar jörð hafa meiri sjálfs tæringarmöguleika en ryðfríu stáli. Þess vegna getur viðbót sjaldgæfra jarðar aukið sjálfs tæringarmöguleika ryðfríu stáli og þar með bætt stöðugleika stáls í ætandi miðlum.
2). Lykilatriði einkaleyfis
Lykil einkaleyfi: Uppfinning einkaleyfi á oxíðdreifingu styrkti lágt virkjunarstál og undirbúningsaðferð þess eftir Institute of Metals, Kínverska vísindaakademíuna
Ágrip einkaleyfis: Að því tilskildu er oxíðdreifing styrkt lágt virkjunarstál sem hentar fyrir samrunaofna og undirbúningsaðferð þess, sem einkennist að því leyti að hlutfall álþátta í heildarmassa lágu virkjunarstálsins er: Matrix er Fe, 0,08% ≤ c ≤ 0,15, 8,0% ≤ cr ≤ 10,0%, 1,1% ≤ w ≤ 1,55%, 0,1% ≤ V 0,03%≤ Ta ≤ 0,2%, 0,1 ≤ mn ≤ 0,6%, og 0,05%≤ y2O3 ≤ 0,5%.
Framleiðsluferli: Fe-Cr-WV-TA-MN Móðir ál bræðsla, duft atomizaY2O3 nanoparticleBlandað duft, duft sem umlykur útdrátt, storku mótun, heitt veltingu og hitameðferð.
Sjaldgæf jörðu viðbótaraðferð: Bætið við nanoscaleY2O3Agnir til foreldris álfleifðar dufts fyrir háorku kúlufyllingu, þar sem kúlufyllingarmiðillinn er φ 6 og φ 10 blandaðar harða stálkúlur, með kúlufyllingar andrúmsloftinu 99,99% argon gas, massahlutfall kúluefnis (8-10): 1, boltafjölda 40-70 klukkustundir og snúningshraðinn 350-500 R/mín.
3）. Notað til að búa til nifteind geislavarnarefni
① Meginregla um nifteindageislun
Neutrons eru hluti af atómkjarna, með kyrrstæðum massa 1.675 × 10-27 kg, sem er 1838 sinnum rafeindamassinn. Radíus þess er um það bil 0,8 × 10-15m, svipað að stærð og róteind, svipað og γ geislar eru jafn óhlaðir. Þegar nifteindir hafa samskipti við efni, hafa þeir aðallega samskipti við kjarnorkukraftinn inni í kjarnanum og hafa ekki samskipti við rafeindirnar í ytri skelinni.
Með örri þróun kjarnorku og kjarnakljúfa tækni hefur meira og meiri athygli verið gefin á kjarnorkugeislun og verndun kjarnorkugeislunar. Til að styrkja geislavernd fyrir rekstraraðila sem hafa stundað viðhald geislunarbúnaðar og björgun slysa í langan tíma er það mikil vísindaleg þýðing og efnahagslegt gildi að þróa létt hlífðar samsetningar fyrir hlífðarfatnað. Neutron geislun er mikilvægasti hluti geislunar kjarnaklefa. Almennt hefur verið hægt að hægja á flestum nifteindum í beinni snertingu við mönnum í lágorku nifteinda eftir nifteind sem hlífðaráhrif byggingarefnanna inni í kjarnaofnum. Lítil orku nifteindir munu rekast á kjarna með lægri atómafjölda teygjanlega og halda áfram að vera stjórnað. Hið stjórnaða hitauppstreymi verður frásogast af þáttum með stærri nifteind frásogs þversniðum og að lokum verður nifteind verja náð.
② Lykilatriði einkaleyfis
Porous og lífrænu-ólífrænir blendingur eiginleikarSjaldgæfur jarðþátturGadoliniumByggt lífrænt beinagrindarefni eykur eindrægni þeirra við pólýetýlen og stuðlar að samstilltu samsettu efnunum til að hafa hærra gadolinium innihald og gadolinium dreifingu. Hátt gadolinium innihald og dreifing mun hafa bein áhrif á nifteindavarnarafköst samsettra efna.
Lykil einkaleyfi: Hefei Institute of Material Science, kínverska vísindaakademían, uppfinning einkaleyfi á Gadolinium byggð lífrænt ramma samsett hlífðarefni og undirbúningsaðferð þess
Einkaleyfi ágrip: Gadolinium byggt á lífrænum beinagrind samsettu hlífðarefni er samsett efni sem myndast með því að blandaGadoliniumByggt málm lífrænt beinagrindarefni með pólýetýleni í þyngdarhlutfalli 2: 1: 10 og mynda það í gegnum uppgufun eða heitan pressun. Gadolinium byggð málm lífræn beinagrind samsett hlífðarefni hafa mikla hitauppstreymi og hitauppstreymi varma nifteind.
Framleiðsluferli: Val á mismunandiGadolinium málmursölt og lífrænar bindlar til að útbúa og samstilla mismunandi gerðir af gadólíníum byggðri málm lífrænum beinagrindarefnum, þvo þau með litlum sameindum af metanóli, etanóli eða vatni með skilvindu og virkja þau við háan hita við lofttæmi að fullu til að fjarlægja leifar sem eru leifar sem eru leifar sem eru leifar sem eru óeðlilegar, í porum Gadolinium sem eru með leifar sem eru í gadólíníum, sem eru í gadólíníum,; Gadolinium byggt líffærafræðilegt beinagrindarefni sem er framleitt í þrepi er hrært með pólýetýlenkrem á miklum hraða, eða ultrasonically, eða gadolinium byggð lífrænuæxli beinagrindarefni sem framleitt er í þrepinu er bræðt blandað með útfjólubláu mólþunga pólýetýleni á háu hitastigi þar til að fullu blandað; Settu jafnt blandaða gadolinium byggð málm lífræna beinagrindarefni/pólýetýlenblöndu í moldinni og fáðu myndaða gadolinium byggð málm lífræna beinagrindar samsett hlífðarefni með því að þurrka til að stuðla að uppgufun á leysi eða heitri pressun; Framleitt Gadolinium byggt málm lífrænt beinagrind samsett hlífðarefni hefur verulega bætt hitaviðnám, vélrænni eiginleika og yfirburða hitauppstreymisverndargetu samanborið við hreint pólýetýlenefni.
Sjaldgæf jörð viðbótarstilling: GD2 (BHC) (H2O) 6, GD (BTC) (H2O) 4 eða GD (BDC) 1.5 (H2O) 2 Porous kristallað samhæfing fjölliða sem inniheldur gadolinium, sem er fengin með samhæfingu fjölliðun áGD (NO3) 3 • 6H2O eða GDCL3 • 6H2Oog lífrænt karboxýlat bindill; Stærð Gadolinium byggð málm lífrænt beinagrindarefni er 50nm-2 μ m ； gadolinium byggð málm lífræn beinagrindarefni hafa mismunandi formgerð, þar með talið kornótt, stöngulaga eða nálarlaga lögun.
（4） notkunScandiumÍ geislaefnafræði og kjarnorkuiðnaði
Scandium Metal hefur góðan hitauppstreymi og sterka frásogsafköst flúors, sem gerir það að ómissandi efni í atómorkuiðnaðinum.
Lykil einkaleyfi: Kína flug- og geimferðaþróun Peking Institute of Aeronautical Materials, Invention Patent fyrir ál sink magnesíumsskandi og undirbúningsaðferð þess
Einkaleyfi ágrip: Ál sinkMagnesíumskandi álog undirbúningsaðferð þess. Efnasamsetningin og þyngdarprósentan áls magnesíumsskandi úr áli eru: mg 1,0%-2,4%, Zn 3,5%-5,5%, SC 0,04%-0,50%, ZR 0,04%-0,35%, óhreinindi Cu ≤ 0,2%, Si ≤ 0,35%, fe ≤ 0,4%, önnur Impurities Single ≤ 0,05%, önnur Impurities Sameining 0,15%, og hin upphæð sem eftir er Al. Örverur þessa áls magnesíums skandíumblöndu efni er einsleit og afköst þess eru stöðug, með fullkominn togstyrk yfir 400MPa, ávöxtunarstyrkur yfir 350MPa, og togstyrkur yfir 370MPa fyrir soðna lið. Hægt er að nota efnisafurðirnar sem burðarvirki í geimferðum, kjarnorkuiðnaði, samgöngum, íþróttavörum, vopnum og öðrum sviðum.
Framleiðsluferli: Skref 1, innihaldsefni samkvæmt ofangreindum málmasamsetningu; Skref 2: Bræðið í bræðsluofninum við hitastigið 700 ℃ ~ 780 ℃; Skref 3: Fínstilla fullkomlega bráðna málmvökvann og viðhalda málmhitastiginu á bilinu 700 ℃ ~ 750 ℃ við hreinsun; Skref 4: Eftir að hafa betrumbæta ætti það að vera að fullu leyft að standa kyrr; Skref 5: Eftir að hafa staðið að fullu, byrjaðu að steypa, viðhalda ofnhitastiginu á bilinu 690 ℃ ~ 730 ℃, og steypuhraðinn er 15-200mm/mínúta; Skref 6: Framkvæmdu einsleitni annealing meðferð á málmblöndu í hitunarofninum, með einsleitni hitastig 400 ℃ ~ 470 ℃; Skref 7: Afhýðið einsleitt ingot og framkvæmdu heitt extrusion til að framleiða snið með veggþykkt yfir 2,0 mm. Meðan á extrunarferlinu stendur ætti að halda billet við hitastigið 350 ℃ til 410 ℃; Skref 8: Kreistið sniðið til að slökkva á lausn, með hitastig lausnar 460-480 ℃; Skref 9: Eftir 72 klukkustundir af fastri lausn sem slökkt er, þvingaðu öldrun handvirkt. Öldunarkerfið handvirkt afl er: 90 ~ 110 ℃/24 klukkustundir+170 ~ 180 ℃/5 klukkustundir, eða 90 ~ 110 ℃/24 klukkustundir+145 ~ 155 ℃/10 klukkustundir.
5 、 Rannsóknaryfirlit
Þegar á heildina er litið eru sjaldgæfar jörð mikið notaðar í kjarnasamruni og kjarnorku fission og hafa margar einkaleyfisskipulag í slíkum tæknilegum áttum eins og örvun röntgengeislun, myndun í plasma, ljósvatns reaktor, transuranium, uranyl og oxíðdufti. Hvað varðar reactor efni er hægt að nota sjaldgæfar jörð sem uppbyggingarefni reaktors og skyld keramik einangrunarefni, stjórnunarefni og nifteind geislavarnarefni.
Post Time: maí-26-2023