Aplikasi unsur bumi sing langka ing bahan nuklir

1, definisi bahan nuklir

Ing pangerten sing amba, materi nuklir minangka istilah umum kanggo bahan sing digunakake kanthi eksklusif ing industri nuklir lan riset ilmiah, kalebu bahan bakar sing ora nuklir, yaiku bahan bakar sing ora nuklir.

Sing umume diarani bahan nuklir utamane nuduhake bahan sing digunakake ing macem-macem bagean reaktor, uga dikenal minangka bahan reaktor. Bahan reaktor kalebu bahan bakar nuklir sing ngalami bom nuklir ing bom neutron, bahan-bahan cidra bakar nuklir, lan moderator neutron sing nyerep bocor neutron ing njaba reaktor.

2, cook sing ana hubungane karo sumber daya bumi lan sumber nuklir

Monazite, uga diarani fosfografis lan fosfografi, minangka mineral aksesoris umum ing asam rock lan metamorphic. Monazite minangka salah sawijining mineral utama logam Bumi Langka, lan uga ana ing sawetara rock endhepan. Coklat warna abang, kuning, kadhangkala coklat kuning, kanthi lumpur sing greasy, cleavage lengkap, Mohs Hardness 5-5.5, lan gravitasi khusus 4.9-5.5.

Mineral Ore Ore jinis jinis selehake ing China yaiku Monaze, Yueyang, Hunan, Shangrao, Jiangli, Yunnan, lan dheweke County, Guangxi. Nanging, ekstraksi saka jinis placer jenis sumber daya angka bumi asring ora duwe makna ekonomi. Watu sepi asring ngemot unsur thorium refleksif lan uga sumber utama plutonium komersial.

3, Ringkesan aplikasi bumi sing langka ing Fusion Nuklir lan Fisi Nuklir adhedhasar Analisis Panorama Paten

Sawise tembung kunci unsur telusuran bumi sing langka, digabungake karo tombol ekspansi lan nomer klasifikasi fisi nuklir lan gabungan nuklir, lan digoleki ing database Untung. Tanggal telusuran yaiku 24 Agustus 2020. 4837 paten entuk sawise gabungan kulawarga sing ringkes, lan 4673 paten ditemtokake sawise nyuda swara buatan.

Application Nuklir Bumi ing bidang fisi nuklir utawa gabungan nuklir disebar ing jepang, utamane wiwit taun pertumbuhan, utamane wiwit taun pertumbuhan, utamane wiwit taun pertumbuhan, utamane wiwit taun pertumbuhan, yaiku Amerika Serikat, utamane wiwit taun-taun, ing Amerika Serikat, sing ana ing lapangan pertumbuhan kanthi cepet

Gambar 1 Trend Aplikasi Paten sing ana gandhengane karo aplikasi bumi sing langka ing fisi nuklir nuklir lan gabungan nuklir ing negara / wilayah

Bisa dideleng saka analisis tema teknis sing aplikasi saka Fusion Nuklir ing Fusion Nuklir lan Fissintasi, Plasmas, bahan tameng, penyerapan neutron lan arah teknis liyane.

4, aplikasi khusus lan riset paten unsur bumi sing paling apik ing bahan nuklir

Antarane, fusi nuklir lan reaksi fisi nuklir ing bahan nuklir sing kuat, lan syarat kanggo bahan sing ketat. Ing saiki Reaktor Daya utamane reaktor nuklir, lan reaktor gabungan bisa uga populer kanthi skala gedhe sawise 50 taun. Aplikasi sakaarang bumiunsur ing reaktor bahan struktural; Ing kolom kimia nuklir spesifik, unsur bumi langka biasane digunakake ing kontrol rod; Kajaba iku,ScandiumUga wis digunakake ing radiokimia lan industri nuklir.

(1) minangka racun utawa kontrol rodok kanggo nyetel level neutron lan kahanan reaktor nuklir

Ing reaktor tenaga, reaksi sisa saka intine anyar umume dhuwur. Utamane ing tahap awal siklus ngisi pisanan, nalika kabeh bahan bakar nuklir ing inti yaiku anyar, reaktivitas sing isih paling dhuwur. Ing jalur iki, mung gumantung ing rod kontrol kanggo ngimbangi reaktivitas sisa kasebut bakal ngenalake rod kontrol luwih akeh. Saben rod kontrol (utawa rod bundle) cocog karo introduksi mekanisme nyopir kompleks. Ing tangan siji, iki nambah biaya, lan ing tangan liyane, bukaan bolongan ing sirah tekanan bisa nyebabake nyuda kekuatan struktural. Ora mung ora ana uneconomical, nanging ora diijini duwe jumlah porositas lan strukture tartamtu ing sirah tekanan prau. Nanging, tanpa nambah rod kontrol, perlu nambah konsentrasi racun-racun komplek kimia (kayata asam boric (kayata asam boric) kanggo ijol reaktivitas sing isih ana. Ing kasus iki, gampang kanggo konsentrasi boron kanggo ngluwihi ambang, lan suhu koefisien moderator bakal positif.

Kanggo ngindhari masalah sing kasebut, kombinasi racun racun, rod kontrol, lan kontrol kompensasi kimia umume digunakake kanggo ngontrol.

(2) minangka dopant kanggo nambah kinerja bahan struktural reaktor

Reactors mbutuhake komponen struktural lan unsur-unsur bahan bakar kanggo tingkat kekuatan tartamtu, resistensi korosi, lan stabilitas termal sing dhuwur, nalika uga nyegah produk fisi ora mlebu paculane.

1) baja bumi

Reaktor nuklir duwe kahanan fisik lan kimia sing ekstrem, lan saben komponen reaktor uga duwe syarat sing dhuwur kanggo baja khusus sing digunakake. Unsur bumi langka duwe efek modifikasi khusus ing baja, utamane kalebu panyucian, metamorophisme, mikroal, rintangan karat. Bumi arang sing ngemot steels uga digunakake ing reaktor nuklir.

√ Efek Presification: Riset sing ana wis nuduhake yen Efek Langka duwe efek pemurnian sing apik ing baja molten ing suhu sing dhuwur. Iki amarga Bumi sing langka bisa menehi reaksi karo unsur mbebayani kayata oksigen lan belerang ing baja molten kanggo ngasilake senyawa suhu dhuwur. Senyawa suhu dhuwur bisa disuda lan dibuwang ing bentuk inclusions sadurunge kondensine baja molten, saengga bisa nyuda konten sing ora bener ing baja molten.

② Metamorfisme: ing tangan liyane, oksida, sulfida utawa oxysulfides sing digawe dening reaksi bumi sing arang banget ing baja sing arang banget lan belerang bisa disimpen ing baja sing mbebayani lan dadi inklusif baja kanthi titik lebur kanthi titik lebur. Penutupan kasebut bisa digunakake minangka pusat nukleasi heterogen sajrone solidifikasi baja molten, saéngga bisa nambah wujud lan struktur baja.

③ Mikroalloying: Yen tambahan bumi angka saya tambah, sing isih ana bumi bakal larut ing baja sawise pemurnian lan metamorfisme rampung. Wiwit radius atom Bumi arang luwih gedhe tinimbang atom wesi, bumi angka duwe kegiatan permukaan sing luwih dhuwur. Sajrone proses solidifikasi baja molten, unsur bumi sing langka wis digawe ing wates gandum, sing luwih bisa nyuda segregasi unsur-unsur sing ora apik ing wates gandum, mangkono nguatake peran mikroal. Ing sisih liya, amarga ciri-ciri panyimpenan hidrogen saka langka bumi, dheweke bisa nyerep hidrogen ing baja, mula kanthi efektif ningkatake fenomena waja waja.

 Nggawe tahan karat corrosion: Kajaba saka unsur bumi sing angka uga bisa nambah tahan baja karat. Iki amarga bumi langka duwe potensial korosi sing luwih dhuwur tinimbang baja stainless. Mula, tambahan bumi arang bisa nambah potensial korosi-croossi baja steel, saéngga ningkatake stabilitas baja ing media corrosive.

2). Pasinaon paten kunci

Paten penting: paten penerbangan saka penyebaran oksiun sing dikuatake baja aktifitas lan metode persiapan dening Institut logam, Akademi Ilmu Cina

Reverract paten: kasedhiya yaiku panyebaran oksion sing dikuatake baja aktifitas sing cocog kanggo reaktor gabungan yaiku 10,0%, 1,1%, 1,1% 0.03% ≤ ta 0,2%, 0,1 ≤ mn ≤ 0.6%, lan 0.05% ≤ Y2O3 ≤ 0.5%.

Proses Pabrik: Fe-CR-WV-TA-MN Aloi-MN mambu, atomisasi bubuk, panggilingan energi energi dhuwur saka alloy ibu lanY2O3 NanopartikelWêdakakut campuran, ekstraksi bubuk, ekstraksi bubuk, cetakan solidific, rolling panas, lan perawatan panas.

Metode Langka Imbang Langka: Tambah NanoscaleY2O3Partikel menyang wutah anti alologi wutah kanggo panggang werni energi dhuwur, kanthi mili panggilingan bal dadi baja baja 99.99%, lan kacepetan rerjlung bola saka 350-500 r / min.

3) .used kanggo nggawe bahan perlindungan radiasi neutron

① Proteksi radiasi neutron proteksi

Neutron minangka komponen inti atom, kanthi massa statis saka 1.675 × 10-27kg, yaiku 1838 kaping massa elektronik. Radius kasebut kira-kira 0,8 × 10-15m, padha karo proton, padha karo sinar sinar sing meh ora diwatesi. Nalika neutron sesambungan karo prekara, utamane sesambungan karo pasukan nuklir ing inti, lan ora sesambungan karo elektron ing cangkang njaba.

Kanthi pangembangan energi nuklir kanthi cepet lan teknologi reaktor nuklir, luwih akeh perhatian sing dibayar kanggo safety radiasi nuklir lan perlindungan radiasi nuklir. Supaya bisa nguatake perlindungan radiasi kanggo operator sing wis melu pangopènan peralatan radiasi lan ngluwari kanthi suwe, iku regane ekonomi sing apik kanggo nggawe komposit perhiasan sing luwih entheng kanggo sandhangan protèktif. Radiasi Neutron minangka bagean paling penting saka radiasi reaktor nuklir. Umumé, paling akeh neutron ing kontak langsung karo manungsa wis kalem nganti neutron energi sithik sawise efek tameng neutron saka bahan struktural ing reaktor nuklir. Neutron Energi sing kurang bakal tabrakan karo inti kanthi nomer atom ngisor kanthi erastis lan terus moderat. Neutron termal moderat bakal diserep dening unsur kanthi bagean penyerapan neutron sing luwih gedhe, lan pungkasane tongkat neutron bakal digayuh.

② PATEN PENTING

Properti Hybrid Keropus lan Organic-Inorganik sakaUnsur Bumi LangkaGadoliniumBahan-bahan skeleton organik adhedhasar bahan-bahan kasebut nambah kompatibilitas karo poliethelin, promosi bahan komposisi sintesis sing luwih dhuwur lan panyebaran gadolinium sing luwih dhuwur lan panyebaran gadolinium sing luwih dhuwur lan panyebaran gadolinium sing luwih dhuwur lan panyebaran gadolinium. Konten Gadolinium lan nyebarake Gadolinium sing dhuwur bakal mengaruhi kinerja shielding neutron saka bahan komposit.

Paten kunci: hefei Institut Ilmu Bahan, Akademi Ilmu Cina, paten penemuan saka bahan basis organik basis gadolinium basis lan metode disiapake

Abstrak patenGadoliniumBahan-bahan skeleton organik adhedhasar kanthi poliethelin kanthi rasio bobot 2: 1: 10 lan mbentuk liwat pelacuran pelarut utawa mencet panas. Bahan taming kompelek kompelek organik Bahan Gadolinium adhedhasar stabilitas termal sing dhuwur lan kemampuan tongkang neutron termal.

Proses Pabrikan: Milih BedaLogam Gadoliniumuyah lan ligaran organik kanggo nyiyapake lan sintesis macem-macem jinis bahan bakar gadolinium, ngumbah nganggo sentol cilik, utawa banyu kanthi centrifugation kanthi lengkap ing pori-bahan bencana organik organik adhedhasar bolo-bahan bencana organik adhedhasar bolonik; Bahan kerangka skeleton organikometallic sing disiapake ing langkah dipadhakake kanthi kacepetan polietylem kanthi kacepetan, utawa bahan basis skelon sing disiapake ing suhu polosomylint kanthi suhu dhuwur kanthi campuran; Selehake gadolonia berbentuk bakar organik organik organik sing dicampur karo campuran organik organik / poliethelena ing jamur, lan entuk bahan gadoletini organik komposit komposit sing dibentuk kanthi pangatusan kanggo ningkatake penyejatan pelarut utawa mencet panas; Bahan shieling komposisi komposit organik sing disiapake kanthi resistensi panas, gadolinium duwe resistensi panas, sifat mekanik, lan kemampuan neutron termual sing luwih unggul dibandhingake karo bahan poliethelin murni.

Mode Aji bumi Langka: GD2 (BHC) (H2O) 6, GD (BTC) (H2O) 4 utawa GD (BDC) 1,5 (H2O) 1,5 (H2O) 1 polimer koordinasi krime sing ngemot koordinasi polimerisasiGD (NO3) 3 • 6h2o utawa GDCL3 • 6h2olan carboxyland organik; Ukuran bahan skeleton logam organik adhedhasar Gadolinium yaiku 50NM-2 μ; Bahan Gadolinium adhedhasar bahan bakar organik organik organik duwe macem-macem morfologi, kalebu granular, utawa bentuk rod, utawa bentuk berbentuk rod, utawa jarum.

(4) aplikasi sakaScandiumIng Industri Radiokimia lan Industri Nuklir

Logam Scandium duwe stabilitas termal lan kinerja penyerapan fluorin sing kuwat, nggawe bahan sing penting ing industri energi atom.

PATTENT KEY: Taman Pembangunan Aerospace Institut Beijing Bahan Aeronautik, paten penemuan kanggo aluminium zink zinc magnesium scandium aluminium lan metode disiapake

Abstrak Paten: Zinc aluminiumAloi Magnesium Skandiumlan metode persiapane. Komposisi kimia lan persentase bobote zink zink zink zink aluminium zon: mg 1.0%-2,5%, ≤ 0,0%, ≤ 0,0%, et 0,0%, impuritas liyane ≤ 0,15%, lan jumlah isih ana al. Miketruktur Zink Zink Zink Aluminium Skandium aluminium iki seragam lan kinerja kasebut stabil, kanthi kekuatan tensial paling utama saka 450Mpa luwih saka 350MPA kanggo sendi sing dilas. Produk materi bisa digunakake minangka unsur struktural ing aeroangkasa, industri nuklir, transportasi, barang olahraga, gaman lan lapangan liyane.

Proses Pabrik: Langkah 1, Bahan miturut komposisi wesi ing ndhuwur; Langkah 2: Nyawiji tungku smelt ing suhu 700 ℃ ℃ ℃; Langkah 3: Nyedhiyani cairan logam sing wis dilebur, lan njaga suhu logam ing sawetara 700 ℃ ℃ ~ 750 ℃ ​​sajrone nyaring; Langkah 4: Sawise nyaring, kudu diidini kanthi lengkap; Langkah 5: Sawise kebak, miwiti casting, njaga suhu tungku ing sawetara 690 ℃ ℃ 630 ℃, lan kacepetan casting yaiku 15-200mm / menit; Langkah 6: Nindakake perawatan annealing homogenisasi ing wesi ingot ing tungku pemanasan, kanthi suhu homogenisasi 400 ℃ ~ 470 ℃; Langkah 7: Pil ing homogenisasi ingot lan nindakake ekstrem panas kanggo ngasilake profil kanthi ketebalan tembok luwih saka 2.0mm. Sajrone proses ekstrus, billet kudu dijaga kanthi suhu 350 ℃ nganti 410 ℃; Langkah 8: Campur profil kanggo perawatan quenching solusi, kanthi solusi solusi saka 460-480 ℃; Langkah 9: Sawise 72 jam solusi padhet sing nyenengake, lan tuwa kanthi tuwa. Sistem penuaan tenaga manual yaiku: 90 ~ 110 ℃ / 24 jam + 170 ~ 180 ℃ / 5 jam, utawa 90 ℃ / 24 jam + jam / 105 ℃ / 10,5 jam.

5, ringkesan riset

Ing kabeh, bumi arang digunakake ing Fusion nuklir lan fisi nuklir, lan duwe akeh tato paten ing arah teknis, formasi banyu, transurasium, transuranium, transuranium, uranyl lan oxide bubuk. Kanggo bahan reaktor, Bumi arang bisa digunakake minangka bahan struktural reaktor lan bahan insulasi keramik sing gegandhengan karo bahan kontrol lan bahan perlindungan radiasi neutron.