Čtvrtek, Duben 27

Výzkumníci reaktorů na bázi tekutých solí vyvíjejí novou třídu slitin

Australští a čínští výzkumníci učinili pokrok v chápání mechanických vlastností nové třídy materiálů, které by mohly najít uplatnění v reaktorech na bázi tekutých solí (molten salt reactor – MSR). Australská organizace Australian Nuclear Science and Technology Organisation (Ansto) dne 7. února oznámila, že slitina typu NiMo-SiC, jenž se vyrábí z kovového molybdenového prášku za přidání karbidu křemíku, má vynikající antikorozní vlastnosti a výbornou odolnost vůči ionizujícímu záření.

Logo organizace Ansto (zdroj: ansto.gov.au)

V současné době neexistují žádné komerčně provozované reaktory typu MSR, avšak na šanghajském institutu Shanghai Institute of Applied Physics (Sinap), se kterým organizace Ansto úzce spolupracuje, probíhá vývojový program reaktorů na bázi tekutých solí současně s vývojem thoriových reaktorů. V laboratořích institutu Sinap tak byla vytvořena řada vzorků slitiny Ni-MoSiC, které následně byly poslány do organizace Ansto k jejich charakterizaci.

„Strukturální materiály pro reaktory typu MSR musejí prokázat vysokou pevnost i za vysokých teplot. Zároveň musí tyto materiály vykazovat vysokou odolnost vůči silnému radiačními a korozivnímu prostředí,“ uvedla organizace Ansto.  Ve studii publikované v časopise Materials and Design výzkumníci z obou organizací oznámili, že slitiny typu Ni-MoSiC „mají vynikající mechanické vlastnosti vyplývající z posílení mřížky materiálu Ni-Mo správně rozptýlenými částicemi karbidu křemíku“.

Příprava těchto slitin zahrnuje mechanické legování, obloukové plazmové spékání, rychlé chlazení, vysokoteplotní žíhání a vodní kalení.

„Přestože zvýšení mechanické pevnosti přidáváním křemíkových karbidů do niklu je již známo nějakou dobu, dosud se neuvažovalo o nasazení materiálů na této bázi do reaktorů typu MSR kvůli nízké pevnosti za vysokých teplot,“ uvedla organizace Ansto. Tento problém byl ale vyřešen při vývoji slitin NiMo-SiC s nanočásticemi silicidů niklu, které „vyplňují prostor mezi částicemi křemíkových karbidů, čímž se brání dislokacím atomů za vysokých teplot,“ dodala organizace.

Tyto slitiny jsou vyráběny za využití procesů práškové metalurgie, kdy křemíkové karbidy a niklové silicidy jsou rovnoměrně rozloženy v nikl-molibdenové mřížce, uvedla organizace. Takového rovnoměrného rozdělení křemíkových karbidů by ale za využití standardních metalurgických procesů nebylo možné dosáhnout, dodala organizace.

Kromě vynikající pevnosti při vysokých teplotách mají tyto nově vyvíjené slitiny rovněž vynikající odolnost vůči korozi i ionizujícímu záření,“ uvedla organizace Ansto. „Nanočástice ve struktuře materiálu brání nejen tepelným dislokacím, ale rovněž brání radiačnímu poškození,“ dodala organizace.

Zdroj: World Nuclear News

One Comment

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *