河北新型鋁碳化硼結構設計

來源: 發(fā)布時間:2021-12-17

核燃料可分為金屬型、陶瓷型和彌散型,外面敷以鋁合金、鎂合金、鋯合金以及不銹鋼等包殼材料。燃料芯塊的表面必須機械磨光,以保證與包殼材料的配合。核電站的反應堆堆芯裝有100多個這樣的核燃料組件,總重量達幾十噸。B4C/A1復合材料具有良好的中子屏蔽性能、力學性能及穩(wěn)定性等,主要應用于乏燃料車貯存格架、放射性**貯存容器等核輻射防護領域,是保護乏燃料“非臨界”安全的關鍵。目前,國內使用的中子屏蔽用B4C/A1復合材料均為美國或加拿大進口,其價格昂貴,且技術受限。該項目研制的B4C/A1中子吸收材料可滿足國內日益增長的乏燃料貯存的需求。鋁與B4C顆粒復合后具備質量輕、韌性高、強度高等特點。河北新型鋁碳化硼結構設計

碳化硼**早是在1858年被發(fā)現(xiàn)的,然后英國的Joly在1883年制備核認定了B3C,法國的Moissan在1894年制備和認定了B6C?;瘜W計量分子式為B4C的化合物知道1934年方被認知。目前接受的碳化硼晶格屬于空間點陣,晶格常數(shù)a=0.519nm,c=1.212nm。其結構可以描述成立方原胞點陣在空間對角面方向延伸,在每一個角上形成相對規(guī)則的空間二十面體,平行與空間對角線,由三個硼原子與相鄰的二十面互相鏈接組成線性鏈。因此,單位晶胞含有12個二十面**置,三個位置處于線性鏈上。 江蘇鋁碳化硼電話多少因為碳化硼顆粒的中子俘獲截面大,吸收能力強,俘獲能譜寬,被加工成中子吸收板應用于核能防護領域。

(5)B4C/Al核燃料儲存和運輸材料B4C/Al中子吸收材料在海外已替代硼不銹鋼等材料大量應用于核燃料和乏燃料的高密度貯存和運輸。中國由于核電商業(yè)化開展較晚,中子吸收材料研發(fā)明顯滯后,導致吸收材料長期依賴進口,嚴重制約了中國核電自主化與走出去的發(fā)展戰(zhàn)略。我國目前研制的B4C/Al中子吸收材料(圖6)為乏燃料運輸容器***國產(chǎn)化提供了重要支持。

(6)滅堆救援材料1986年切爾諾貝利核電站事故中,蘇聯(lián)空軍飛行員先后飛行3000架次,將5000噸B4C、沙子與鉛粉的混合物投進反應堆的開口,保證了核反應堆停止運行,避免核輻射進一步加劇。

烏克蘭切爾諾貝利核電站準備建造乏燃料**貯存設施:在奧爾維爾核電站,Holtec公司向烏克蘭**團介紹了攪拌摩擦焊接燃料籃(高溫蛻晶物質),一種鋁碳化硼金屬基復合材料。焊縫不會像傳統(tǒng)焊接那樣發(fā)生扭曲。Holtec公司在1月份首先公布了快速退役燃料籃設計,并介紹,燃料籃的導熱性是傳統(tǒng)不銹鋼燃料籃的10倍,縮短了在干貯存設備儲存之前乏燃料所需要的冷卻時間----從7年縮至2年半。公司稱,這一性能將使已關閉的電廠在反應堆關閉后66個月之內恢復到電廠運行前狀態(tài)。碳化硼增強鋁(B4C/Al)中子吸收材料是由B4C顆粒添加到鋁基體中形成的一種新型鋁基復合材料。

燃料芯塊的表面必須機械磨光,以保證與包殼材料的配合。核電站的反應堆堆芯裝有100多個這樣的核燃料組件,總重量達幾十噸。研究表明,在氟橡膠(FKM)、聚乙烯板等特種橡膠塑料里面添加碳化硼粉體,可以較為***的提高中子屏蔽效能、拉升強度和硬度、延緩材料老化、提高耐腐蝕性。

以機械合金化粉末冶金的技術可以將碳化硼粉體加入到金屬鋁基體里面,所制備的陀螺儀動壓氣體軸承用復合材料性能達到了用戶提出的材料性能指標。高質量復合粉末是制備高性能復合材料的**關鍵因素,復合粉末制備技術是**關鍵的技術。采用開發(fā)出的增強體顆粒預處理技術,可獲得形貌近似球形、表面活化且平均粒度為0.5um左右的增強體顆粒,這為制備亞微米級顆粒增強的高性能復合材料奠定了堅實的基礎。 杭州陶飛侖生產(chǎn)鋁碳化硼致密度高,**的提高了中子防護能力。湖北鋁碳化硼一體化

一定含量的B4C/Al復合材料在***領域也極具潛力。河北新型鋁碳化硼結構設計

中子吸收材料又稱中子毒物材料,是通過其含有的大量的中子吸收截面物質(如硼、鎘、釓等)吸收熱中子,從而抑制核裂變鏈式反應,主要用于核燃料與乏燃料貯存和運輸中,以保證貯運的次臨界安全。

碳化硼增強鋁(B4C/Al)復合材料中子吸收材料是由B4C顆粒添加到鋁基體中形成的一種新型鋁基復合材料,因其硼含量高、密度低、熱導率高等優(yōu)點,近年來在國外已替代傳統(tǒng)的硼不銹鋼等中子吸收材料大量應用于核燃料/乏燃料高密度貯存和運輸。 河北新型鋁碳化硼結構設計

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