פיזור סגסוגות מחוזקות תחמוצות לכורים גרעיניים

ד"ר לין שאו, פרופסור במחלקה להנדסה גרעינית, עבד יחד עם מדענים מהמכון הלאומי

מעבדות בלוס אלמוס ובאוניברסיטת הוקאידו עובדות על יצירת דור חדש של סגסוגות מחוזקות לפיזור תחמוצת בעלי ביצועים גבוהים (ODS).הם מורכבים ממטריצה מתכתית עם חלקיקי תחמוצת עדינים המפוזרים בה.

כיום הן מהמתכות החזקות והמשובחות ביותר בתחום.

סגסוגות ODS מורכבות משילוב של מתכות עםחלקיקי תחמוצת ננו -קטנים קטנים. הם ידועים בעמידותם הגבוהה לזרימה. המשמעות היא שככל שהטמפרטורה עולה החומרים שומרים על צורתם ואינם מתעוותים. סגסוגות רבות עם ODS יכולות לעמוד בטמפרטורות של עד 1,000 מעלות צלזיוס. הם משמשים בייצור חשמל ומנועים בהנדסת תעופה וחלל.

תחום הטכנולוגיה הגרעינית זקוק מאודחומרים אמינים ועמידים לייצור המרכיבים העיקריים של הכורים. החומר חייב להיות עמיד ביותר, עמיד בפני קרינה ועמיד בפני נפיחות חלל. העובדה היא שחללים נוצרים בחומרים תחת השפעת קרינת נויטרונים. זה מוביל לנזק מכני.

כמעט כל סגסוגות ODS המסחריות מבוססותשלב פריט. סגסוגות פריטיות, המסווגות על פי מבנה הגביש שלהן ותכונותיהן המתכות, בעלות גמישות טובה ועמידות בחום מקובלת. עם זאת, שלב הפריט הוא החלש ביותר מבחינת עמידותו לנפיחות. לכן, רוב סגסוגות ה- ODS המסחריות אינן עונות על קו ההגנה הראשון.

מדענים חקרו את הבעיה על ידי יצירת סוג חדש ביסודו של עיצוב חומר: בהם, חלקיקי תחמוצת משובצים בשלב המרטנזי, ולא בשלב הפריטי.זוהי הדרך הטובה ביותר להפחית את הנפיחות של החללים.

סגסוגות ה- ODS המתקבלות הן חלק מהסגסוגות המוצלחות ביותר שפותחו בתחום זה, הן מבחינת חוזק טמפרטורה גבוהה והן התנגדות לנפיחות.

פרטים על הפרויקט המלאפורסם בכתב העת Journal of Nuclear Materials יחד עם המחקר העדכני ביותר. מאז, הצוות עשה מחקר רב והגיע לידיעת משרד האנרגיה והתעשייה הגרעינית האמריקאי.

קרא עוד

פיזיקאים יצרו אנלוגיה של חור שחור ואישרו את התיאוריה של הוקינג. לאן זה מוביל?

בגלל השמש, האטמוספירה של כדור הארץ תאבד את כל החמצן החופשי

הפלה ומדע: מה יקרה לילדים שילדו