Διασπορά ενισχυμένου κράματος οξειδίων για πυρηνικούς αντιδραστήρες

Ο Δρ. Lin Shao, καθηγητής στο Τμήμα Πυρηνικής Μηχανικής, εργάστηκε με επιστήμονες από το Εθνικό

Εργαστήριο Los Alamos και Πανεπιστήμιο Hokkaidoσχετικά με τη δημιουργία μιας νέας γενιάς κραμάτων υψηλής απόδοσης ενισχυμένα με διασπορά οξειδίων (ODS, κράματα ενισχυμένα με διασπορά οξειδίου). Αποτελούνται από μια μεταλλική μήτρα με μικρά σωματίδια οξειδίου διασκορπισμένα σε αυτήν.

Σήμερα είναι μερικά από τα ισχυρότερα και καλύτερα κατασκευασμένα μέταλλα στον τομέα.

Τα κράματα ODS αποτελούνται από ένα συνδυασμό μετάλλων μεμικρά σωματίδια οξειδίου του νανομεγέθους. Είναι γνωστά για την υψηλή αντοχή τους στη ροή. Αυτό σημαίνει ότι καθώς αυξάνεται η θερμοκρασία, τα υλικά διατηρούν το σχήμα τους και δεν παραμορφώνονται. Πολλά κράματα με ODS μπορούν να αντέξουν θερμοκρασίες έως και 1.000 ° C. Χρησιμοποιούνται στην παραγωγή ενέργειας και στους κινητήρες στην αεροδιαστημική μηχανική.

Ο τομέας της πυρηνικής τεχνολογίας έχει άμεση ανάγκηαξιόπιστα και ανθεκτικά υλικά για την κατασκευή των κύριων συστατικών των αντιδραστήρων. Το υλικό πρέπει να είναι εξαιρετικά ανθεκτικό, ανθεκτικό στην ακτινοβολία και ανθεκτικό στο οίδημα στο κενό. Το γεγονός είναι ότι οι κοιλότητες σχηματίζονται σε υλικά υπό την επίδραση της ακτινοβολίας νετρονίων. Αυτό οδηγεί σε μηχανική βλάβη.

Σχεδόν όλα τα εμπορικά κράματα ODS βασίζονται σεφάση φερρίτη. Τα φερριτικά κράματα, ταξινομημένα από την κρυσταλλική τους δομή και τις μεταλλουργικές τους ιδιότητες, έχουν καλή ολκιμότητα και αποδεκτή θερμική αντίσταση. Ωστόσο, η φάση φερρίτη είναι η ασθενέστερη όσον αφορά την αντοχή της στο πρήξιμο. Επομένως, τα περισσότερα εμπορικά κράματα ODS δεν πληρούν την πρώτη γραμμή άμυνας.

Οι επιστήμονες θα μελετήσουν το πρόβλημα δημιουργώντας έναν θεμελιωδώς νέο τύπο σχεδιασμού υλικού. Σε αυτά, τα σωματίδια οξειδίου είναι ενσωματωμένα στη μαρτενσιτική φάση και όχι στη φερριτική. Αυτό μειώνει καλύτερα το πρήξιμο των κενών.

Τα κράματα ODS που προκύπτουν είναι μερικά από τα πιο επιτυχημένα κράματα που αναπτύχθηκαν σε αυτόν τον τομέα, τόσο όσον αφορά την αντοχή σε υψηλή θερμοκρασία όσο και την αντοχή στο πρήξιμο.

Λεπτομέρειες για το πλήρες έργοδημοσιεύτηκε στην Εφημερίδα των Πυρηνικών Υλικών μαζί με την πιο πρόσφατη έρευνα. Από τότε, η ομάδα έχει κάνει πολλές έρευνες και έχει τραβήξει την προσοχή του Υπουργείου Ενέργειας και Πυρηνικής Βιομηχανίας των ΗΠΑ.

Διαβάστε περισσότερα

Οι φυσικοί έχουν δημιουργήσει ένα ανάλογο μιας μαύρης τρύπας και επιβεβαίωσαν τη θεωρία του Hawking. Πού οδηγεί;

Λόγω του Ήλιου, η ατμόσφαιρα της Γης θα χάσει όλο το ελεύθερο οξυγόνο

Άμβλωση και επιστήμη: τι θα συμβεί στα παιδιά που θα γεννήσουν