Միջուկային նյութերում հազվագյուտ երկրային տարրերի կիրառում

1, միջուկային նյութերի սահմանում

Լայն իմաստով միջուկային նյութը հանդիսանում է բացառապես միջուկային արդյունաբերության եւ միջուկային գիտական ​​հետազոտությունների, ներառյալ միջուկային վառելիքի նյութերի, այսինքն, միջուկային վառելիքի նյութերը:

Միջուկային նյութերին սովորաբար վերաբերում է ռեակտորի տարբեր մասերում օգտագործվող նյութերին, որոնք նաեւ հայտնի են որպես ռեակտորային նյութեր: Ռեակտորի նյութերը ներառում են միջուկային վառելիք, որոնք միջուկային առաջացում են ունենում նեյտրոնային ռմբակոծման ներքո, միջուկային վառելիքի բաղադրիչների, հովացուցիչ նյութերի, նեյտրոնների նյութերի վրա, որոնք խստորեն կլանում են նեյտրոնային արտահոսքը:

2, համագործակցող կապեր Հազվագյուտ երկրային ռեսուրսների եւ միջուկային ռեսուրսների միջեւ

Monazite- ը, որը կոչվում է նաեւ ֆոսֆոկորիտ եւ ֆոսֆոկոկերիտ, ընդհանուր պարագային հանքանյութ է միջանկյալ թթու բոցավառվող ժայռի եւ մետամորֆիկ ժայռի մեջ: Monazite- ը հազվագյուտ հողային հանքաքարի հիմնական հանքանյութերից մեկն է, ինչպես նաեւ առկա է որոշ նստվածքային ժայռի մեջ: Դարչնագույն կարմիր, դեղին, երբեմն շագանակագույն դեղին, յուղոտ փայլով, ամբողջական ճեղքվածքով, MOHS կարծրությամբ 5-5.5, իսկ հատուկ ծանրությունը `4.9-5.5:

Չինաստանում որոշ պլատետի տիպի հազվագյուտ հողային ավանդների գլխավոր հանքաքարը Մոնազիտն է, հիմնականում գտնվում է Տոնգիչենգ, Հուբեյ, Յունանգ, Հունանում, Շանգրաո, J իանգսի, Մենգայի, Յունգսիի, եւ նա կոմսություն: Այնուամենայնիվ, տեղադրիչի տիպի հազվագյուտ հողային ռեսուրսների արդյունահանումը հաճախ չունի տնտեսական նշանակություն: Մենակից քարերը հաճախ պարունակում են ռեֆլեքսիվ տորիումի տարրեր եւ նաեւ առեւտրային պլուտոնիումի հիմնական աղբյուրն են:

3, միջուկային միաձուլման եւ միջուկային ճեղքում հազվադեպ երկրային դիմումի ակնարկ

Հազվագյուտ երկրային որոնման տարրերի հիմնաբառերից հետո ամբողջությամբ ընդլայնվում են, դրանք զուգորդվում են միջուկային ճեղքման եւ միջուկային միաձուլման եւ միջուկային միաձուլման դասակարգման եւ դասակարգման թվերի հետ: Որոնման ամսաթիվը `օգոստոսի 24-ը, 2020-ի օգոստոսի: Ստացվել է 4837 արտոնագիր ընտանեկան պարզ միաձուլումից հետո, իսկ արհեստական ​​աղմուկի նվազեցումից հետո որոշվել է 4673 արտոնագիր:

Հազվադեպ երկրային արտոնագրային ծրագրեր միջուկային ճեղքման կամ միջուկային միաձուլման ոլորտում բաշխվում են 56 երկրներում / մարզերում, հիմնականում կենտրոնացած են Japan ապոնիայում, Չինաստանում, ԱՄՆ-ում, որից բարձրացումների, ԱՄՆ-ի, ԱՄՆ-ի, ԱՄՆ-ի, Միացյալ Նահանգների եւ Ռուսաստանի կողմից ընդգրկված են: 1):

Գծապատկեր 1 Միջուկային միջուկային ճեղքում եւ միջուկային միաձուլումներում միջուկային միջուկային միաձուլման ոլորտում հազվագյուտ երկրային դիմումի հետ կապված տեխնոլոգիական արտոնագրերի դիմում

Տեխնիկական թեմաների վերլուծությունից կարելի է տեսնել, որ միջուկային միաձուլման եւ միջուկային ճեղքման հազվագյուտ երկրի կիրառումը կենտրոնանում է վառելիքի տարրերի, բծախնդրության, ճառագայթահարման դետեկտորների, ակտիվների, պլազմերի, միջուկային ռեակտորների, նեյտրոնների կլանման եւ այլ տեխնիկական ուղղությունների վրա:

4, հատուկ դիմումներ եւ միջուկային նյութերում հազվագյուտ երկրային տարրերի հիմնական արտոնագրային հետազոտություն

Դրանց թվում միջուկային միաձուլումը եւ միջուկային ճեղքման ռեակցիաները միջուկային նյութերում ինտենսիվ են, եւ նյութերի պահանջները խիստ են: Ներկայումս էլեկտրաէներգիայի ռեակտորները հիմնականում միջուկային ճեղքման ռեակտորներ են, եւ FUSION ռեակտորները կարող են մեծ մասշտաբով հանրաճանաչվել 50 տարի հետո: Դիմումըհազվագյուտ երկիրռեակտորի կառուցվածքային նյութերում տարրեր; Հատուկ միջուկային քիմիական դաշտերում հազվագյուտ երկրային տարրերը հիմնականում օգտագործվում են կառավարման ձողերով. Բացի այդ,սկանդիաօգտագործվել է նաեւ ռադիոկայանի եւ միջուկային արդյունաբերության մեջ:

(1) որպես այրվող թույնի կամ հսկիչ գավազան, նեյտրոնային մակարդակի եւ միջուկային ռեակտորի քննադատական ​​վիճակը կարգավորելու համար

Էլեկտրաէներգիայի ռեակտորներում նոր միջուկների սկզբնական մնացորդային ռեակտիվությունը, ընդհանուր առմամբ, համեմատաբար բարձր է: Հատկապես վերալիցքավորվող առաջին ցիկլի վաղ փուլերում, երբ միջուկի բոլոր միջուկային վառելիքը նոր է, մնացած ռեակտիվությունը ամենաբարձրն է: Այս պահին ապավինելով բացառապես ռեակտիվ ռեակտիվությունը փոխհատուցելու վերահսկողական ձողերի վրա, կներկայացնի ավելի շատ վերահսկող ձողեր: Յուրաքանչյուր հսկիչ գավազան (կամ գավազան փաթեթ) համապատասխանում է բարդ վարման մեխանիզմի ներդրմանը: Մի կողմից, սա մեծացնում է ծախսերը, իսկ մյուս կողմից, ճնշման անոթների գլխում անցքեր բացելը կարող է հանգեցնել կառուցվածքային ուժի նվազման: Ոչ միայն ինդենոմիկ է, բայց չի թույլատրվում նաեւ որոշակի ծակոտկենության եւ կառուցվածքային ուժ ունենալ ճնշման նավի գլխի վրա: Այնուամենայնիվ, առանց վերահսկող ձողերի ավելացման, անհրաժեշտ է ավելացնել մնացած ռեակտիվությունը փոխհատուցելու համար քիմիական փոխհատուցող տոքսինների կոնցենտրացիան (օրինակ, բորաթթվի): Այս դեպքում, Բորոնի կենտրոնացման համար հեշտ է գերազանցել շեմն, եւ վարողի ջերմաստիճանի գործակիցը դրական կդառնա:

Վերոնշյալ խնդիրներից խուսափելու համար այրվող տոքսինների, կառավարման ձողերի եւ քիմիական փոխհատուցման հսկողության համադրություն կարող է օգտագործվել վերահսկողության համար:

(2) Որպես դոպտա `ռեակտորի կառուցվածքային նյութերի կատարումը բարձրացնելու համար

Ռեակտորները պահանջում են կառուցվածքային բաղադրիչներ եւ վառելիքի տարրեր, ունենալ որոշակի ուժի, կոռոզիոն դիմադրության եւ ջերմային կայունության որոշակի մակարդակ, մինչդեռ կանխում են Foolant- ը մուտք գործելը:

1). Rare Earth Steel

Միջուկային ռեակտորը ունի ֆիզիկական եւ քիմիական ծայրահեղ պայմաններ, եւ ռեակտորի յուրաքանչյուր բաղադրիչ ունի նաեւ բարձր պահանջներ, օգտագործված հատուկ պողպատի համար: Հազվադեպ երկրային տարրերը հատուկ փոփոխությունների էֆեկտներ ունեն պողպատի վրա, հիմնականում ներառյալ մաքրումը, մետամորֆիզմը, միկրոշը եւ կոռոզիոն դիմադրության բարելավումը: Հազվադեպ երկիրը պարունակող երկրներ նույնպես լայնորեն օգտագործվում է միջուկային ռեակտորներում:

① Մաքրման էֆեկտ. Գոյություն ունեցող հետազոտությունը ցույց է տվել, որ հազվագյուտ երկրները լավ մաքրման ազդեցություն ունեն հալած պողպատի վրա բարձր ջերմաստիճանում: Դա այն է, որ հազվագյուտ երկրները կարող են արձագանքել վնասակար տարրերով, ինչպիսիք են թթվածինը եւ ծծմբը հալած պողպատի մեջ `բարձր ջերմաստիճանի միացություններ ստեղծելու համար: Բարձր ջերմաստիճանի միացությունները կարող են տեղավորվել եւ լիցքաթափվել միայն հալած պողպատե կոնդենսցիաների մեջ ներառվածների տեսքով, դրանով իսկ նվազեցնելով կեղտաջրերի կեղտաջրերի պարունակությունը:

Metamorphism. Մյուս կողմից, ձուլված պողպատից հազվագյուտ հողի արձագանքած օքսիդները, սուլֆիդները կամ օքսիուլֆիդները, որոնք վնասակար տարրերով կարող են մասամբ պահպանվել հալած պողպատից: Այս ներառումները կարող են օգտագործվել որպես հալած պողպատի ամրապնդման ընթացքում որպես տարասեռ միջերեսային կենտրոններ, դրանով իսկ բարելավելով պողպատե ձեւը եւ կառուցվածքը:

③ Միկրոալո. Եթե հազվագյուտ երկրի ավելացումն ավելացավ, մնացած հազվագյուտ հողը լուծարվի պողպատից, վերը նշված մաքրումը եւ փոխաբերությունն ավարտվելուց հետո: Քանի որ հազվագյուտ երկրի ատոմային շառավղը ավելի մեծ է, քան երկաթի ատոմը, հազվագյուտ երկիրն ունի ավելի բարձր մակերեսային գործունեություն: Հալած պողպատի ամրապնդման ընթացքում հազվագյուտ երկրների տարրերը հարստանում են հացահատիկի սահմաններում, ինչը կարող է ավելի լավ նվազեցնել կեղտաջրերի պարունակության աղբահանության տարանջատումը, դրանով իսկ ամրապնդելով ամուր լուծումը եւ միկրոհալոծման դերը: Մյուս կողմից, հազվագյուտ երկրների ջրածնի պահպանման բնութագրերի պատճառով նրանք կարող են կլանել ջրածինը պողպատից, դրանով իսկ արդյունավետորեն բարելավելով պողպատի ջրածնի ասեղնագործության երեւույթը:

④ Կոռոզիոն դիմադրության բարելավում. Հազվագյուտ հողային տարրերի ավելացումը կարող է նաեւ բարելավել պողպատե կոռոզիայից դիմադրությունը: Դա այն է, որ հազվագյուտ երկրներն ունեն ավելի բարձր ինքնուրույն կոռոզիայից ներուժ, քան չժանգոտվող պողպատից: Հետեւաբար, հազվագյուտ երկրների ավելացումը կարող է բարձրացնել չժանգոտվող պողպատի ինքնուրույն կոռոզիոզայի ներուժը, դրանով իսկ բարելավելով քայքայիչ մեդիայի պողպատի կայունությունը:

2): Հիմնական արտոնագրային ուսումնասիրություն

Հիմնական արտոնագիր. Օքսիդի ցրման գյուտի արտոնագիրը ամրապնդեց ցածր ակտիվացման պողպատը եւ դրա պատրաստման եղանակը `Չինական Գիտությունների ակադեմիա

Արտոնագիր վերացական. Տրամադրված է օքսիդի ցրումը ամրացված ցածր ակտիվացման պողպատին, որը հարմար է Fusion ռեակտորների եւ դրա պատրաստման մեթոդի համար, որի արդյունքում ցածր ակտիվացման 2,1% ≤ Վ ≤ 0,1% ≤ ta ≤ 0.2%, 0,1 ≤ MN ≤ 0,6%, իսկ 0,05% ≤ Y2O3 ≤ 0.5%:

ԱրտադրությունY2O3 NANOPASTicleԽառը փոշի, փոշու ծրարման արդյունահանում, ամրացումով ձուլում, տաք շարժակազմ եւ ջերմամշակում:

Հազվադեպ Երկրի հավելի մեթոդ. Ավելացնել նանոզալY2O3Մասնիկները ծնողական խառնուրդով ատոմացված փոշին բարձր էներգիայի գնդակի ֆրեզերքի համար, գնդիկավոր աղաղակող միջոցը 6 եւ φ 10 խառը կոշտ պողպատե գնդիկներով, 99,99% արգոնային գազի միջոցով:

3). Օգտագործվել է նեյտրոնային ճառագայթային պաշտպանության նյութեր պատրաստելու համար

① Նեյտրոնային ճառագայթման պաշտպանության սկզբունքը

Նեյտրոնները ատոմային միջուկների բաղադրիչ են, 1.675 × 10-27 կգ ստատիկ զանգված, որը 1838 անգամ էլեկտրոնային զանգված է: Դրա շառավղը մոտավորապես 0,8 × 10-15 մ է, որի չափի նման է պրոտոն, որը նման է γ ճառագայթների, հավասարապես զերծ է: Երբ նեյտրոնները շփվում են նյութի հետ, դրանք հիմնականում շփվում են միջուկային միջուկային ուժերի հետ եւ չեն շփվում արտաքին կեղեւի էլեկտրոնների հետ:

Միջուկային էներգիայի եւ միջուկային ռեակտորի տեխնոլոգիայի արագ զարգացումով ավելի ու ավելի շատ ուշադրություն է դարձվել միջուկային ճառագայթահարման անվտանգության եւ միջուկային ճառագայթահարման պաշտպանությանը: Օպերացիոն սարքավորումների վրա ճառագայթային պաշտպանությունը ուժեղացնելու համար, ովքեր երկար ժամանակ զբաղվել են ճառագայթային սարքավորումների պահպանմամբ եւ դժբախտ պատահարների փրկությունից, դա գիտական ​​մեծ նշանակություն եւ տնտեսական արժեք է `պաշտպանիչ հագուստի համար թեթեւ պաշտպանիչ կոմպոզիտներ մշակելու համար: Նեյտրոնային ճառագայթումը միջուկային ռեակտորի ճառագայթման ամենակարեւոր մասն է: Ընդհանրապես, մարդու հետ անմիջական շփման մեջ նեյտրոնների մեծ մասը դանդաղել են ցածր էներգիայի նեյտրոնների միջուկային ռեակտորի ներսում կառուցվածքային նյութերի նեյտրոնային վահլիճի ազդեցությունից հետո: Energy ածր էներգիայի նեյտրոնները բախվում են միջուկների հետ `ավելի ցածր ատոմային թվով եւ կշարունակեն փոփոխվել: Միջաբողարկված ջերմային նեյտրոնները կլանվի ավելի մեծ նեյտրոնային կլանման խաչաձեւ հատվածներով, եւ վերջապես կստացվի նեյտրոնային վահան:

② Հիմնական արտոնագրային ուսումնասիրություն

Ծակոտկեն եւ օրգանական-անօրգանական հիբրիդային հատկություններըՀազվադեպ երկրային տարրգադոլինիումՀիմնված մետաղական օրգանական կմախքի նյութերը մեծացնում են իրենց համատեղելիությունը պոլիէթիլենի հետ, խթանելով սինթեզված կոմպոզիտային նյութերը `ունենալով ավելի բարձր գադոլինիի պարունակություն եւ գլոլինիումի ցրվածություն: Գադոլինիի բարձր պարունակությունը եւ ցրումը ուղղակիորեն կազդի կոմպոզիտային նյութերի նեյտրոնային պաշտպանության կատարման վրա:

Հիմնական արտոնագիր. Հեֆիի նյութերի գիտության ինստիտուտ, Չինական Գիտությունների ակադեմիա, Գադոլինիումի հիմնված օրգանական շրջանակի Composite Shielding նյութի եւ դրա պատրաստման մեթոդի արտոնագիր

Արտոնագիր վերացական. Գադոլինիում հիմնված մետաղական օրգանական կմախքի կոմպոզիտային վահանային նյութը կոմպոզիտային նյութ է, որը ձեւավորված է խառնուրդովգադոլինիումՀիմնական մետաղական օրգանական կմախքի նյութը պոլիէթիլենով `2: 1: 10 քաշի հարաբերակցությամբ եւ ձեւավորելով այն լուծիչ գոլորշիացման կամ թեժ սեղմումով: Գադոլինիում հիմնված մետաղական օրգանական կմախքի կոմպոզիտային վահանային նյութեր ունեն բարձր ջերմային կայունություն եւ ջերմային նեյտրոնային վահան:

Արտադրության գործընթաց. Տարբեր ընտրումԳադոլինիումի մետաղԱղաղակներ եւ օրգանական լիգանները պատրաստելու եւ սինթեզելու համար տարբեր տեսակի գլոլինի վրա հիմնված մետաղական օրգանական կմախքի նյութեր, դրանք լվանալով մեթանոլի, էթանոլի կամ ջրի փոքր մոլեկուլներով, եւ դրանք ակտիվացնելով վակուումային պայմաններում բարձր ջերմաստիճանում `լակույրի պայմաններում` լքված մետաղական մետաղական կմախքի ծակոտիները: Քայլի վրա պատրաստված Գադոլինիի վրա հիմնված օրգանոմետր մետաղական կմախքը բորբոքվում է պոլիէթիլենային լոսյոնով բարձր արագությամբ, կամ ուլտրաձայնային կերպով, կամ քայլ առ քայլ պատրաստված Գադոլինիում հիմնված օրագրային կմախքի նյութը մեծ ջերմաստիճանում խառնվում է բարձր ջերմաստիճանում, մինչեւ ամբողջովին խառնված է: Տեղադրեք միատեսակ խառը գլոլինիում հիմնված մետաղական օրգանական կմախքի նյութը / պոլիէթիլենային խառնուրդը բորբոսում եւ ձեռք բերեք ձեւավորված գլոլինիումի վրա հիմնված մետաղական օրգանական կմախքի կոմպոզիտային պաշտպանիչ նյութը `չորացնելով լուծիչ գոլորշիացումը կամ տաք սեղմումը: Պատրաստված գլոլինիի վրա հիմնված մետաղական օրգանական կմախքի կոմպոզիտային վահանային նյութը զգալիորեն բարելավել է ջերմային դիմադրությունը, մեխանիկական հատկությունները եւ բարձրակարգ ջերմային նեյտրոնային վահանային ունակությունը `համեմատած մաքուր պոլիէթիլենային նյութերի հետ:

Հազվադեպ Երկրի հավելում. GD2 (BHC) 6, GD (BTC) (H2O) 4 կամ GD (BDC) 1.5 (H2O) 2 ծակոտկեն բյուրեղային համակարգող պոլիմեր, որը պարունակում է համակարգման պոլիմերացումGD (NO3) 3 • 6H2O կամ GDCL3 • 6H2Oեւ օրգանական Carboxylate Ligand; Գադոլինիի վրա հիմնված մետաղական կմախքի նյութի չափը 50nm-2 μ մետր է. Գադոլինիումի վրա հիմնված մետաղական օրգանական կմախքի նյութերը ունեն տարբեր ձեւաբանություն, ներառյալ հատիկավոր, գավազանաձեւ ձեւեր:

(4) դիմումՍկանդիաՌադիոկայանի եւ միջուկային արդյունաբերության մեջ

Scandium Metal- ը ունի լավ ջերմային կայունություն եւ ուժեղ լյումերիի կլանման արդյունավետություն, այն անփոխարինելի նյութեր դարձնելով ատոմային էներգիայի արդյունաբերության մեջ:

Հիմնական արտոնագիր. Չինաստանի օդատիեզերական զարգացում Պեկինի ավիացիոն նյութերի ինստիտուտ, ալյումինե ցինկ մագնեզիումի սկանդիումի արտոնագիր

Արտոնագիր վերացական. Ալյումինե ցինկՄագնեզիումի սկանդիում խառնուրդեւ դրա պատրաստման եղանակը: Ալյումինե ցինկի մագնեզիումի սկանդիի խառնուրդի քիմիական կազմը եւ քաշի տոկոսը. MG 1.0% -2.4%, zn 3.5% -5.5%, SC 0.04% -0.50%, zr 0.04% -0.35%, FE ≤ 0,4%, 0,05% ընդհանուր ≤ 0,15%, իսկ մնացած գումարը Ալ. Այս ալյումինե ցինկ մագնեզիումի սկանդիի խառնուրդի նյութի միկրոկրոկառակը միատեսակ է, իսկ դրա կատարողականը կայուն է, ավելի քան 400 ՄՊ-ից ավելի առաձգական ուժով, ավելի քան 350 ՄՊԿ-ի եկամտաբեր ուժ եւ եռակցված հոդերի համար առաձգական ուժ: Նյութական արտադրանքը կարող է օգտագործվել որպես օդատիեզերական, միջուկային արդյունաբերության, տրանսպորտի, մարզական ապրանքների, զենքի եւ այլ ոլորտների կառուցվածքային տարրեր:

Արտադրության գործընթաց. Քայլ 1, բաղադրիչ `ըստ վերը նշված խառնուրդի կազմի. Քայլ 2. Հալվել է հալեցման վառարանում 700 ~ 780 ջերմաստիճանում; Քայլ 3. Վերամշակեք ամբողջովին հալված մետաղական հեղուկը եւ պահպանեք մետաղի ջերմաստիճանը 700 ℃ ~ 750-ի սահմաններում `վերամշակման ժամանակ. Քայլ 4. Վերամշակելուց հետո այն պետք է լիովին թույլ տա կանգնել. Քայլ 5. Լիովին կանգնելուց հետո սկսեք ձուլել, պահպանել վառարանների ջերմաստիճանը 690 ~ 730-ի սահմաններում, իսկ ձուլման արագությունը 15-200 մմ / րոպե է. Քայլ 6. Կատարել հոմոգենիզացիայի, ջեռուցման վառարանում համատարած բշտիկավորող բուժումը, հոմոգենիզացիայի ջերմաստիճանը 400 ~ 470 ℃; Քայլ 7. Համբերեք համասեռական ձագը եւ կատարեք տաք արտահոսք `ավելի քան 2.0 մմ պատի հաստությամբ պրոֆիլներ արտադրելու համար: Extrusion- ի գործընթացում, բիլետը պետք է պահպանվի 350 ℃ ջերմաստիճանում 410 ℃; Քայլ 8. Ծրագիրը սեղմեք լուծույթի մարման բուժման համար, լուծման ջերմաստիճանը 460-480 ℃; Քայլ 9: 72 ժամ հետո ամուր լուծույթի մթնեցում, ձեռքով ուժի ծերացում: Ձեռնարկի ուժի ծերացման համակարգը `90 ~ 110 ℃ / 24 ժամ + ​​170 ~ 180 ℃ / 5 ժամ կամ 90 ժամ + ​​145 ℃ / 10 ժամ:

5, հետազոտական ​​ամփոփում

Ընդհանուր առմամբ, հազվագյուտ երկրները լայնորեն օգտագործվում են միջուկային միաձուլման եւ միջուկային ճեղքում եւ ունեն բազմաթիվ արտոնագրային դասավորություններ այնպիսի տեխնիկական ուղղություններով, ինչպիսիք են ռենտգենյան գրգռումը, պլազմային ձեւավորումը, լույսի, ուրանիլ եւ օքսիդի փոշի: Ինչ վերաբերում է ռեակտորային նյութերին, ապա հազվագյուտ երկրները կարող են օգտագործվել որպես ռեակտորի կառուցվածքային նյութեր եւ հարակից կերամիկական մեկուսացման նյութեր, կառավարման նյութեր եւ նեյտրոնային ճառագայթային պաշտպանության նյութեր: