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托木斯克理工大学通过使用钛让反应堆寿命增加

2018-03-08 18:54:30 浏览:150

托木斯克理工大学学者对锆合金进行了改进,从中制造出核反应堆释热元件的外壳。据TASS新闻社报道,科学家们提出将钛离子用于合金中。以这种方式改性的合金表面耐磨性增加1.5倍。研究结果发表在Applied Surface Science杂志上。

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项目研发人员,TPU实验物理系工程师叶戈尔·卡申卡洛夫说:根据我们的估计,这技术合金的硬度提高1.5耐磨性——1.4

释热元件是水冷式核反应堆的重要组成部分:杆心内部发生重铀或岩体核裂变时伴随着热量的释放。用于制造这些杆心的合适材料之一是锆合金。操作期间,从释热元件和水中被释放,氢气的渗透和集聚导致合金的可塑性消失和腐蚀,从而降低了锆产品寿命。为了延长燃料管的寿命必须研发新的合金,或寻找方法现有材料表面进行改性

通过使用高强度离子束改善锆合金的表面这项特殊的高剂量植入技术由托木斯克理工大学亚历山大教授带领下研发,获得了俄罗斯科学基金会的资助。深钛注入法制造了一个坚固的表面层,这将在操作期间事故释热元件的运输中防止合金氧化和损坏。

叶戈尔说:将钛离子注入超过10微米(0.01毫米)的深度增加了锆合金的硬度和耐磨性。为了实现这样的深度合金注入,从真空电弧放电等离子体产生的离子通量被聚焦到小斑点中在小斑点中我们获得高密度离子电流(高达1A / cm2)。这项独特的技术将使我们能够改变用于核工业航空航天各种材料表面的性质。

 

据研究人员介绍,他们提出的方法使生产工艺变得简单,在生产中可以使用


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