27) Уранның радиациялық өсуі және газдық ұлғаю үрдісін түсіндіріңіз. Сәулеленудің уранның механикалық қасиетіне әсерін бағалаңыз.
Уран периодтық жүйеде 92 элемент болып табылады. Табиғи уранның үш изотопы бар: 238U, 235U, 234U. Уранның барлық изотоптары альфа бөлшектерді шығарады. Сәулелену әсерінен ураннан жасалған бұйымдардың пішіндері мен өлшемдерінің өзгерісі болады. Яғни, 673К-нен төмен температурада бұл құбылыс уранның радиациялық өсуімен негізделген. Уранның кішкентай дәнді поликристалының аз ғана жануы кезінде бұйымның беті кедір бұдыр болады, яғни апельсинды қабыршақ сияқты болады. Ал, үлкен дәннің көбірек жануы кезінде кедір бұдыр көбейеді және ойыстар және гребешки пайда болады. Және де бір уақытта бұйымның деформациясы жүруі мүмкін.
l, l0 - соңғы және бастапқы ұзындығы. Газдық ұлғаю дегеніміз уранның үлкен шамада тығыздығының азаюы. Уранның радиациялық өсуі кезінде тығыздығының өзгеруі минимальды. 473 К уранның радиацияылқ өсу жыламдығы максимальды шамаға жетеді, ары қарай температура өскеөскен сайын төмендейді және 733-773К нөлге тең болады. Газдық улғаю 623-773К- нен жоғары температурада жүреді. Газдық ұлғаю уранда газдық көпіршіктердің және газтүріндегі ксенон мен крептонны пайда болуына негізделген. Бұл инерттті элементтердің атомдары уранмен, оларлың қоспаларымен химиялық байланыс түзе алмайды жәнежәне тордан бөлініп, крисалдық тордың бұраланған жерінде орналасады. Мұндай жерлер: микропоралар, дислокациялар, метал қабаты, интерметаллидтер. Ксенон және крептон атомдары бөлек ваканциялармен қармалады. Жиналған газ жоғары температурада тесіктерде жоғары қысымды қамтамасыз етеді және ол металдың платикалық деформациясына әкеледі. Газ көпіршіктері өседі және бір бірімен байланысып үлкен көпіршікке айналады, нәтижесінде уранның көлемі өседі, яғни газдық ұлғаю жүреді.
Механикалық әсеріне келетін болсақ, металдарды нейтрондармен сәулелендіргенде радиациялық бұзылу, электркедергісінің өсуі, пластикасының төмендеуі жүреді. Бұл қасиеттер уранда тез жүреді. 423-573К температурада уранның аққыштық шегі 270 тен 560 МПа дейін өседі. Беріктілік шегі төмендейді. Сонымен қатар соққылық тұтқырлығы төмендейді. 0.02% жану кезінде ұзвруының бірден төмендеуі байқалады.
29) Торий және оның қоспаларына шолу жасаңыз. Торийдің ядролық отын ретінде қолдану мүмкіндіктерін бағалаңыз.
Торий атомдық нөмері 90, плутоний мен ураннан айырмашылығы бөлінетін материал емес, алайда U233 уран изотопын алуға қажет материал.
Балқу температурасы- 1968К, пластикалық қасиеті жоғары, оттегі мен азот оның механикалық қасиеттеріне әсер етпейді. Уран және плутониймен салыстырғанда коррозиялық қасиеті жоғары.
Табиға торий атомдық массасы 232 таза изотоптан тұрады. Сонымен қатар, торийдің бес табиғи және жеті жасанды изотопы бар. Таза торий иілімді және салқын күйінде оңай деформацияланады. Кішкене ластанған күйі торийдің механикалық қасиетін өзгертеді. Беріктілік шегі 140-220МПа, аққыштық шегі 80-130МПа. Торийдің көміртекпен қоспасы беріктендіреді, ал оттек және азот қоспасы торийдің механикалвқ қасиетіне әсерін тигізбейді. Теспература өскен сайын торийдің беріктілігі төмендейді. Уран мен плутонийға қарағанда торий корризиялық берік болып келеді. Торийді бериллий, титан және циркониймен легирлеу оның беріктілігін арттырады. Сұйықметалды жылутасығыштарда торий берік болып келеді. Суйық металдардың оттекпен ластануы оның беріктілігін төмендетеді. Торийдің уранмен балқымалары радиациялық берік және газдық улғаюға жақсы кедергі жасайды. Торийдің плутониймен балқымасы сәулелендіру кезінде жақсы беріктілік қасиетке ие. Уран, плутоний және торийдің метал еместрмен қосылысы керамикалық отын береді. Торийдің уран және плутониймен салыстырғанда коррозиялық беріктігі жоғары.