Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Ответы по экзамену МЯУ.docx
Скачиваний:
13
Добавлен:
07.12.2018
Размер:
71.7 Кб
Скачать

28. Конструкционные материалы активной зоны реактора. Сплавы магния, алюминия и циркония.

Конструкционные материалы АЗ реактора: 1) Be (замедлитель) σа=0,009барн, 2) Графит (замедлитель) σа=0,0045барн, 3) Материалы СУЗ – поглотители (бор σа=750барн, гафний, европий σа>4000барн, гадолиний), 4) Mg σа=0,06барн, Al σа=0,22барн, Zr σа=0,18барн (оболочки ТВЭЛ, технол. трубы), 5) Стали σа=3барн (реакторостроение). Mg применяется для изготовления оболочек ТВЭЛ. Он дешев и доступен, повышенная рад. стойкость, малое сечение поглощения n. Из минусов: малая корроз. стойкость, низкая t кип. и мех. св-ва при увелич. t, склонность к самовоспламенению, совместим с ураном до t 773К. Для улучшения мех. св-в применяют в виде сплавов Mg-Be, и легирующие Zr, Al, Mn. Al используется в кач-ве оболочки ТВЭЛ и технологич. каналов. Обладает малым сечением поглощения n (0,22 барн), низкой плотностью (2,7 г/см3). Температура плавления невысока (660 С). Не претерпевает аллотроп. превращений. Используется чистый Al(примеси 0,0002%), технич. Al (примеси до 0,5% - Fe или Si), легированный Al (Ni, Fe) - для оболочек ТВЭЛ. Al упрочняется введением в него оксида Al. Zr исп-ся для изготовления оболочек ТВЭЛ, технол. каналов, решетки дистанционирующие. Недостатки: его высокая стоимость. Обладает малым сечением поглощения n (0,18 барн), хорошая теплопроводность (26 Вт/м·К), средняя температура плавления (1850 С). Для каналов испл-ся сплав Zr+2,5%Nb, для оболочек – Zr+1%Nb (N1). При рблучении св-ва Zr изменяются незначительно, совместим как с метал. U, так и UO2 (до 600 С). При высоких t – Zr+2H2O(пар)→ZrO2+2H2.

29. Аустенитные и нержавеющие стали. Жаропрочные и тугоплавкие сплавы. Их

ядерно-физические, теплофизические и механические характеристики.

Сечение поглощения тепловых n = 3 барн. В реакторостроении используются аустенитные стали Х18Н9, Х18Н10Т. Данные стали коррозионно стойки: в воде до 350С, в газах до 600С, в перегретом паре до 650С. Используются для изготовления оболочек ТВЭЛ быстр. реакторов. σВ=650МПа, σТ=270МПа, относ. удлинение 55%. Достоинства: более дешевые (по сравнению с Zr), корроз. стойкие, технологичные, жаростойкие и жаропрочные, совместим с UO2 до 750С. Недостатки: большое сечение поглощения, подвержена транскрист. и межкрист. коррозии. Для изготовления массивных эл-тов реактора исп-ся перлитные стали (#15Х2НМФА). Легируют стали Cr, Mo, Mn и т.д.

30. Поглощающие материалы и их свойства. Формы использования поглотителей.

СУЗ – сов-ть уст-в, выполняющих ф-ции контроля, управления и аварийного гащения цепной реакции деления.

Формы поглотителей: 1) регулирующие стержни, 2)выгорающие поглотители, 3)растворимый поглотитель в ТН (Н3ВО3).

В качестве материалов используют: бор (карбиды или сплавы с бором), гафний, РЗЭ (европий, гадолиний и др.). Бор – тугоплавкий, хрупкий, плохо растворяется в воде, плотность=2,5г/см3. B10+n→Li7+He4: наличие Не приводит к растрескиванию (из-зи увелич. давления в порах), а Li активно взаим-ет с водой. Для стержней испол-ся в оболочках, либо добавляется в сталь как легирующ. эл-т до 3%. В случае легирования такая система допускает выгорание до 90%. Также исп-ся дисперсионные материалы (#бораль – карбид бора диспергир. в Al матрицы). В качестве ВП используют: бор (H3BO3), Hf, Ga, Cd.

РЗЭ применяются для изготовления поглощающих материалов для ЯУ, # регулир. стержни, ЛД с целью повышения и улучшения харак-к. Европий (Eu) – для изгот-ния регул. стержней, эффективность кот. не изменяется с выгоранием в течение длительного времени. Но у него очень высокая цена. Гадолиний (Gа) – явл-ся легирующей добавкой для нержав. сталей. Такие сплавы с содержанием Ga до 25% обладает высокой корроз. стойкостью в воде. С увеличением содержания Ga твердость и хрупкость таких сплавов увеличивается. Используется для изготовления выгорающего поглотителя.