Ядролық материалдардағы сирек кездесетін элементтерді қолдану

1, ядролық материалдарды анықтау

Кең мағынада ядролық материал - бұл атом өнеркәсібі мен ядролық ғылыми зерттеулерде, оның ішінде ядролық отынмен және ядролық инженерлік материалдармен, яғни ядролық отын материалдарында қолданылатын материалдардың жалпы мерзімі.

Жалпы, ядролық материалдарға негізінен реактордың әртүрлі бөліктерінде қолданылатын материалдардан, сонымен қатар реактор материалдарымен танысады. Реактор материалдарына ядролық отын, ядролық бөліну, ядролық отын компоненттері, салқындатқыштар, салқындатқыштар, нейтронды модераторлар, нейтрондар мен реакторлардың сыртындағы нейтрондардан қатты заттарды беретін бақылау материалдарын және рефлексиялық материалдардан тұрады.

2, сирек кездесетін жер ресурстары мен ядролық ресурстар арасындағы байланысты байланыстар

Сондай-ақ, фосфохерит және фосфохерит деп аталатын монасит - бұл аралық қышқыл мен метаморфты жыныстардағы ортақ қосымша минерал. Моназит - сирек кездесетін металл рудасының негізгі минералдарының бірі, сонымен қатар кейбір шөгінді жыныстарда бар. Қоңыр қызыл, сары, кейде қоңыр сары, майлы жылтырмен, толығымен жабыны, 40-5,5, ал 9-5,5-тің нақты ауырлығы.

Қытайдағы кейбір плациканың негізгі минералы, негізінен, монша, негізінен, Тончень, Хубэнг, Хунган, Шангра, Цангхао, Цанг аралдары, Цзянгси, Юньнан және Гуангси. Алайда, сирек кездесетін жер ресурстарын өндіруші жер ресурстарын өндіру көбінесе экономикалық маңызы жоқ. Жалғыз тастарда көбінесе торийдің рефлексивті торий элементтері бар және сонымен қатар коммерциялық плутонийдің негізгі көзі болып табылады.

3, патенттік панорамалық талдау негізінде ядролық синтез және ядролық үлестесіндегі сирек кездесетін жер учаскесіне шолу

Сирек кездесетін жер іздеу элементтерінің кілт сөздері толығымен кеңейгеннен кейін, олар кеңею кілттерімен және ядролық бөліну мен ядролық синтездердің жіктеледі және INCOPT мәліметтер базасында ізделеді. Іздеу күні - 24 тамыз. 2020 жылғы 24 тамыз. 4837 патент қарапайым отбасының бірігуінен кейін алынды, жасанды шуды азайтудан кейін 4673 патент анықталды.

Ядролық бөліну немесе ядролық синтез саласында сирек кездесетін жердегі патенттік өтінімдер, негізінен, Қытайда, Қытай, Германия, Германия және Ресейде, әсіресе 2009 жылдан бастап, Жапонияда, АҚШ-та, Америка Құрама Штаттары мен Ресей көптеген жылдар бойы орналасуын жалғастырды (1-сурет).

1-сурет. Елдерде / аймақтарда / аймақтардағы ядролық ядролық бөліну мен ядролық синтездердегі сирек кездесетін патенттердің қолданылу тенденциясы

Бұл техникалық тақырыптарды талдаудан бастап, ядролық синтезде және ядролық тартуларда ядролық синтездер мен ядролық тартулар отын элементтеріне, сцинтилляторларға, радиациялық детекторларға, акципторларға, плазмаларға, ядролық реакторларға, қорғайтын материалдарды, нейтронды сіңіруге және басқа да техникалық бағыттарға бағытталған.

4, ядролық материалдардағы сирек кездесетін элементтердің нақты қосымшалары және негізгі патенттік зерттеулері

Олардың ішінде ядролық синтез және ядролық материалдардағы ядролық бөлу реакциялары қарқынды, және материалдарға қойылатын талаптар қатаң болып табылады. Қазіргі уақытта қуат реакторлары негізінен ядролық бөлу реакторлары, ал еркіндік реакторлары 50 жылдан кейін кең таралған болуы мүмкін. ӨтінішіСирек кездесетін жерреактордың құрылымдық материалдарындағы элементтер; Нақты ядролық химиялық салаларда сирек кездесетін элементтер, негізінен, бақылау өзектерінде қолданылады; Сонымен қатар,скандийСондай-ақ радиохимия және атом өнеркәсібінде қолданылған.

(1) нейтронды деңгейге және ядролық реактордың маңызды күйін реттеу үшін жанғыш улар немесе бақылау таяқшасы ретінде

Қуат реакторларында жаңа өзектердің бастапқы қалдық реактивтілігі, әдетте, салыстырмалы түрде жоғары. Әсіресе, алғашқы жанармай құю циклінің алғашқы кезеңдерінде, ядролық отын жаңа болған кезде, қалған реактивтілік - ең жоғары. Осы кезде, қалдық реактивтіліктің орнын толтыру үшін тек бақылау өзектеріне сүйену көбірек бақылау шыбықтарын енгізеді. Әрбір бақылау өзегі (немесе өзек жинағы) күрделі жүргізу механизмін енгізуге сәйкес келеді. Бір жағынан, бұл шығындарды көбейтеді, ал екінші жағынан, қысымның басындағы тесіктер ашылатын тесіктер құрылымдық беріктіктің төмендеуіне әкелуі мүмкін. Бұл реттелмеген, бірақ сонымен бірге қысымның бастарына бірыңғай кеуектілік пен құрылымдық күшке ие болуға тыйым салынады. Алайда, бақылау өзектерін ұлғайтусыз қалған реактивтіліктің орнын толтыру үшін токсиндердің (мысалы, бор қышқылы) химиялық өтемақының концентрациясын ұлғайту қажет. Бұл жағдайда бор концентрациясына шекті мәннен асып, модератордың температуралық коэффициенті оң болады.

Жоғарыда айтылған мәселелерден аулақ болу үшін жанғыш токсиндердің үйлесімін, бақылау дақтарының, химиялық сыйақыны басқаруды, әдетте, басқару үшін пайдаланылуы мүмкін.

(2) реактордың құрылымдық материалдарының орындалуын жақсартатын допант ретінде

Реакторлар құрылымдық компоненттерді және жанармай элементтерін қажет етеді, сонымен қатар белгілі бір күш, коррозияға төзімділігі және жоғары жылу тұрақтылығы, сонымен қатар бөліну өнімдерінің салқындатқышқа кіруіне жол бермейді.

1) .Rare Жер болаты

Ядролық реактордың физикалық және химиялық жағдайлары бар, ал реактордың әр компоненті сонымен қатар арнайы болат үшін жоғары талаптарға ие. Сирек кездесетін жер элементтерінде болатқа арнайы модификация әсері бар, негізінен тазарту, метаморфизм, микроальюлеу және коррозияға төзімділікті жақсарту. Құрамында болаттар бар сирек кездесетін жер сонымен бірге ядролық реакторларда кеңінен қолданылады.

① Тазарту әсері: бар зерттеулер сирек кездесетін жерлерде сирек кездесетін жерлерде балқытылған болаттан жақсы тазарту әсері бар екенін көрсетті. Сирек кездесетін жерлер балқытылған болаттан жасалған зиянды элементтермен, мысалы, жоғары температуралы қосылыстар жасау үшін оттегі мен күкірт сияқты әсер етуі мүмкін. Жоғары температуралы қосылыстарды балқытылған болат араластырмас бұрын тұндыруға және шығарылуға болады, ал балқытылған болатпен араластырыңыз, осылайша балқытылған болатта қоспалық құрамды азайтады.

② Метаморфизм: Екінші жағынан, беделді жердегі сирек жердегі оксидтер, сульфидтер немесе оксулфидтер балқытылған болаттан жасалған, оттегі мен күкірт сияқты зиянды элементтермен, балқытылған болаттан ішінара сақталуы мүмкін және жоғары балқу нүктесі бар болаттан жасалған. Бұл қосындыларды балқытылған болатты қатайту кезінде гетерогенді нуклеациялық орталықтар ретінде пайдалануға болады, осылайша болаттың формасы мен құрылымын жақсартады.

③ Микроэллоинг: Егер сирек кездесетін жерді одан әрі арттырса, қалған сирек кездесетін жер білген жері жоғарыда тазартылған және метаморфизм аяқталғаннан кейін ері келтіріледі. Сирек кездесетін жердің атомдық радиусы темір атомнан үлкен болғандықтан, сирек кездесетін жер бетінің белсенділігі жоғары. Балқытылған болаттың қатаю процесінде, астық шекарасында сирек кездесетін элементтер байытылған, бұл дәнді шекарадағы қоспаларды бөлуді азайтады, осылайша берік шешімді күшейтуі және мықты ерітінді нығайтып, микроэллоидтардың рөлін ойнайды. Екінші жағынан, сирек кездесетін жерлердің сутегі сипаттамаларына байланысты, олар болаттан сутегі сіңіре алады, осылайша болаттың сутегіге арналған эмбритменттік құбылысын тиімді жақсартады.

④ Коррозияға төзімділікті арттыру: сирек кездесетін элементтерді қосу болаттың коррозияға төзімділігін жақсартуы мүмкін. Бұл сирек кездесетін жерлерде тот баспайтын болаттан гөрі өзін-өзі коррозия ықтималдығы жоғары болғандықтан. Сондықтан сирек кездесетін жерлерді қосу тот баспайтын болаттан өзін коррозиясының әлеуетін арттырады, осылайша коррозиялық бұқаралық ақпарат құралдарында болаттың тұрақтылығын арттырады.

2). Негізгі патенттік зерттеу

Негізгі патент: өнертабыс өнертабысы оксидті дисперсияға патент әлсіреген болатты және оны дайындау әдісі, Қытай ғылым академиясының металлдар институты

Патенттік реферат: Берілген оксидтердің дисперсиясы - бұл төмен белсендіру реакторлары мен оны дайындау әдісі, бұл төмен белсендіру реакторлары мен оны дайындау әдісі, бұл төмен белсендіру реакторларына және оны дайындау әдісіне сипатталады: 0,03% ≤ TA ≤ 0,2%, 0,1 мн 0,6%, 0,6%, және 0,05% ≤ 0,05% ≤ 0,05% ≤ 0,5%.

Өндіріс процесі: FE-CR-WV-TA-MN анасы аналар балқыту, ұнтақты атомизация, аналық қорытпаның жоғары энергетикалық доптары жәнеY2o3 нанобартикАралас ұнтақ, ұнтақ, ұнтақталған экстракция, қатайтатын қалыптау, ыстық илемдеу және термиялық өңдеу.

Жерді қосу әдісі: Наноскале қосуY2O3Ата-аналық бөлшектер Допты фрезерлеуге арналған, допты фрезерлі диірменге арналған бөлшектер φ 6 және φ 10 Аргон газының 99,99% -ы, доп материалының массасы (8-10): 1, доп диірмені 40-70 сағат, ал айналмалы жылдамдық 350-500 г / мин.

3)... Нейтронды радиациялық қорғаныс материалдарын жасау үшін.

① нейтронды сәулеленуді қорғау принципі

Нейтрондар - бұл атом ядроларының құрамдас бөліктері, статикалық массасы бар, ол 1,675 × 10-27кг, бұл электронды массадан 1838 есе көп. Оның радиусы шамамен 0,8 × 10-15м, протонға ұқсас, γ сәулелерге ұқсас, γ сәулелерге ұқсас. Нейтрондар мәселемен байланысты болған кезде, олар негізінен ядродағы ядролық күштермен өзара әрекеттеседі және сыртқы қабықшадағы электрондармен араласпайды.

Ядролық энергетика және ядролық реакторлар технологиясының қарқынды дамуымен ядролық радиациялық қауіпсіздік және ядролық радиацияны қорғауға көбірек көңіл бөлінеді. Радиациялық жабдықтарға техникалық қызмет көрсетумен және ұзақ уақыт бойы құтқару жұмыстарымен айналысқан операторларға радиациялық қорғауды күшейту мақсатында ұзақ уақыт бойы құтқару жұмыстарымен айналысқан, қорғаныс киіміне арналған жеңіл экрандық композиттерді дамыту үшін үлкен ғылыми маңызы және экономикалық маңызы бар. Нейтрондық сәулелену ядролық реакторлардың сәулеленуінің маңызды бөлігі болып табылады. Әдетте, нейтрондардың көпшілігі адаммен тікелей байланысудағы көптеген, ядролық реактордың құрылымдық материалдарының нейтронды қорғайтын әсерінен кейін, нейтрондардың көпшілігі аз энергияға нейтрондарға баяулады. Төмен энергияның төмен нейтрондары төменгі атомдық санмен бірге, ал модерациялануды жалғастырады. Модерацияланған жылу нейтрондары үлкенірек нейтронды сіңіру қималары бар элементтермен сіңеді, ал соңында нейтронды қорғайтын болады.

② Кілт патенттік оқу

Кеуекті және органикалық-бейорганикалық гибридті қасиеттерісирек кездесетін жер элементігадолинияМеталл органикалық қаңқа материалдары полиэтиленмен үйлесімділігін арттырады, бұл синтезделген композициялық материалдарды гадолин, гадолиниумның мөлшері мен гадолинитті дисперсияға итермелейді. Гадолинийдің жоғары мөлшері мен дисперсиясы композициялық материалдардың нейтронды қорғайтын жұмысына тікелей әсер етеді.

Негізгі патент: Халыққа материалдық ғылымдар институты, Қытай ғылым академиясы, гадолиниумға арналған өнертабыс патенті Гадолиниандық негіздеме негізіндегі органикалық құрылымды композициялық экрандық материалдар және оны дайындау әдісі

Патенттік реферат: Гадолиниум негізіндегі металл органикалық қаңқа Композиттік экрандық экрандық қорғаныс материалы - араластыру арқылы құрылған композициялық материалгадолинияМеталл металл қаңқалы қаңқа 2: 1: 10-дің салмағы бар полиэтиленмен, оны еріткіш булану немесе ыстық басу арқылы қалыптастырады. Гадолиниум негізіндегі металл органикалық қаңқалық қаңқалық қорғайтын материалдар жоғары жылу тұрақтылығы мен термиялық нейтронды қорғайтын қабілет бар.

Өндіріс процесі: әр түрлі таңдаугадолиний металлГадолиниум негізіндегі гадолинге негізделген металл қаңылтыр материалдарын дайындауға және синтездеуге, оларды центол, этанол, этанол немесе сумен жуыңыз және оларды гадолині бар металл қаңқалы металл металл металл металл материалдарын толығымен алып тастау үшін оларды жоғары температурада қосады; Гадолиния негізіндегі органометалл қаңқалы қаңқа полиэтилен лосьонымен жоғары жылдамдықпен немесе ультрадыбыстық жағынан, немесе гадолинге негізделген органометаллға негізделген органометалл қаңылтыр материалдары өте жоғары температурада ольтра жоғары молекулалық салмақпен араластырылған; Біркелкі гадолиниум негізіндегі гадолиниумның негізіндегі металл металл қаңылтыр материалы / полиэтилен қоспасын қалыпқа салыңыз және құрамында гадолиния негізіндегі металл металл қаңылтыр металл қаңқаны құрамын, еріткіш булану немесе ыстық басу арқылы құрғатыңыз; Дайындалған гадолиниум негізіндегі металл металл қаңқалы қаңқалық қорғайтын материал таза полиэтилен материалдарымен салыстырғанда жылу кедергісін, механикалық қасиеттерін және жоғары жылу нейтронды қорғайтын қабілетті едәуір жақсартты.

Жерге арналған сирек режим: GD2 (H2O) 6, GD (BTC) (H2O) (H2O) (H2O) 4 немесе GD (H2O) 1.5 (H2O) 2 (H2O) 2 Кіреңкен кристалды 2 кеуекті кристалды (гадолиниум) құрамында гадолині бар гадолині бар полимерGD (NO3) 3 • 6H2o немесе GDCL3 • 6H2oжәне органикалық карбоксилат лиганд; Гадолиниум негізіндегі металл қаңқаның мөлшері 50нм-2 мк м; гадолин негізіндегі металл органикалық қаңқалық қаңылтыр материалдарының құрамында әртүрлі морфологиялық материалдар бар, соның ішінде түйіршікті, өзек тәрізді немесе ине тәрізді пішіндері бар.

(4) өтінішСкандийРадиохимия және атом өнеркәсібінде

Скандиум металлға жақсы жылу тұрақтылығы және күшті фтордың сіңу өнімділігі бар, оны атом энергетикасы саласындағы ажыратылмайтын материал жасайды.

Негізгі патент: Қытай аэроғарышын дамыту Пекин аэронавиттік материалдар институты, алюминийге мырыш мырыш Магний скандий-скандий-скандий қорытпасы және оны дайындау әдісі

Патенттік реферат: алюминий мырышМагний скандий-қорытпасыжәне оны дайындау әдісі. Алюминийден мырыштың магнийлі Scandium Scandium Scandium Scandium қорытпасының химиялық құрамы мен салмағы: мг-1.0,4%, zn 0,04%, zr 0,04%, ZR 0,04%, кір қоспалар, 0,0%, z 0,04%, басқа да қоспалар, басқа да қоспалар, басқа да қоспалар, басқа да қоспалар 0,15%, ал қалған сома ал. Бұл алюминий мырыш Магний Скандий-скандийдің микроқұрылымы - бұл біркелкі және оның жұмысы тұрақты, ал оның жұмысы тұрақты, 400 миллионнан асады, 350 МПА-дан асады, 350 МПа-дан асатын беріктік, дәнекерленген буындарға арналған 370 МПА-дан асады. Материалдық өнімдерді аэроғарыш, атом өнеркәсібі, көлік, спорттық тауарлар, қару-жарақ және басқа салалардағы құрылымдық элементтер ретінде пайдалануға болады.

Өндірістік процесс: жоғарыда аталған қорытпалар құрамына сәйкес ингредиент; 2-қадам: 700 ℃ ~ 780 ℃ температурасында балқыту пешінде ерітіңіз; 3-қадам: толығымен ерітілген металл сұйықтықты нақтылаңыз және қайта өңдеу кезінде 700 ℃ ~ 750 ℃ ​​диапазонында металл температурасын сақтаңыз; 4-қадам: Тазартылғаннан кейін, ол әлі тұруға толық рұқсат етілуі керек; 5-қадам: Толығымен орнағаннан кейін, кастингті бастаңыз, пештің температурасын 690 ℃ ~ 730 ℃ диапазонында сақтаңыз, ал құю жылдамдығы минутына 15-200 мм құрайды; 6-қадам: қыздырғыш пешке гомогенизациядан тазартуды 400 ℃ ~ 470 ℃; 7-ҚАДАМ: Гомогенделген құйманы аршып, 2,0 мм-ден асатын қабырға қалыңдығы бар профильдер шығару үшін Ыстық экструзия жасаңыз. Экструзия процесінде жолдаманы 350 ₸ температурасы 350 ₸ саласында ұстау керек; 8-қадам: Ерітіндіні сөндіру үшін профильді сығып алыңыз, себебі 460-480 ℃; 9-қадам: 72 сағат қатты ерітіндіден кейін, қолмен қартаюды қолмен күшейтіңіз. Нұсқаулық туралы қолмен қартаю жүйесі: 90 ~ 110 ℃ / 24 сағат + 170 ~ 180 ℃ / 5 сағат немесе 90 ~ 110 ℃ / 24 сағат + 145 сағат + 145 ~ 155 ℃ / 10 сағат.

5, зерттеудің қысқаша мазмұны

Тұтастай алғанда, сирек кездесетін жерлер ядролық синтез және ядролық бөлуде кеңінен қолданылады және рентгендік қозу, плазмалық реактор, жеңіл су реакторы, трансурандық, уранил және оксиді ұнтағы сияқты техникалық бағыттарда көп патенттік қондырғыларға ие. Реактор материалдарына келетін болсақ, сирек кездесетін жерлерді реактор құрылымдық материалдар және керамикалық оқшаулағыш материалдар, бақылау материалдары және нейтронды радиациялық қорғаныс материалдары ретінде пайдалануға болады.