ዚርኮኒየም ፎይል በኑክሌር ሬአክተር አፕሊኬሽኖች ውስጥ

የክላዲንግ ቁሳቁስ አፈጻጸም መለኪያዎች

ተስማሚነት ሲገመገም Zirconium ፎይል ለኑክሌር ሬአክተር አፕሊኬሽኖች በርካታ ቁልፍ የአፈጻጸም መለኪያዎች ግምት ውስጥ መግባት አለባቸው። እነዚህ መለኪያዎች በነዳጅ ዑደቱ ውስጥ ሙሉ አቋሙን እና ተግባራቸውን ሲጠብቁ የሸፈነው ቁሳቁስ በሪአክተር ኮር ውስጥ ያሉትን እጅግ በጣም ከባድ ሁኔታዎችን መቋቋም እንደሚችል ያረጋግጣሉ።

የኒውትሮን ኢኮኖሚ

የዚርኮኒየም ውህዶች ለኑክሌር ነዳጅ መሸፈኛ ተመራጭ ከሆኑባቸው ዋና ዋና ምክንያቶች አንዱ እጅግ በጣም ጥሩ የኒውትሮን ኢኮኖሚ ነው። ዝቅተኛ የኒውትሮን መምጠጥ የዚርኮኒየም መስቀለኛ ክፍል ቀልጣፋ የኒውትሮን አጠቃቀም እንዲኖር ያስችላል፣ ይህም የሬአክተሩን የኃይል መጠን ከፍ ያደርገዋል። ይህ ባህሪ ዘላቂ የሆነ የሰንሰለት ምላሽን ለመጠበቅ እና የነዳጅ ማቃጠል ደረጃዎችን ለማመቻቸት ወሳኝ ነው።

የማጣቀሻ ቅሪት

ከፍተኛ ሙቀት ባለው የውሃ እና የእንፋሎት አከባቢ ውስጥ ዝገትን የመቋቋም ችሎታ ለሸፈኑ ቁሳቁሶች በጣም አስፈላጊ ነው. Zirconium-based alloys ልዩ የሆነ የዝገት መቋቋምን ያሳያሉ፣ ይህም ተጨማሪ መበላሸትን የሚከላከል የመከላከያ ኦክሳይድ ሽፋን ይፈጥራል። ይህ ንብረት የነዳጅ ዘንግ ረጅም ዕድሜን ያረጋግጣል እና የራዲዮአክቲቭ ንጥረ ነገሮችን የመልቀቅ አደጋን ይቀንሳል።

መካኒካል ንብረቶች

የዚርኮኒየም ፎይል ሽፋን በተለያዩ ጭንቀቶች ውስጥ መዋቅራዊ አቋሙን መጠበቅ አለበት፣ ይህም የሙቀት መስፋፋትን ጨምሮ፣ ከፋይስሲዮን ጋዝ ክምችት ውስጣዊ ግፊት እና የውጪ ቀዝቃዛ ግፊት። የዚርኮኒየም ውህዶች ከፍተኛ ጥንካሬ-ወደ-ክብደት ጥምርታ እና ductility እነዚህን ሜካኒካዊ ተግዳሮቶች ለመቋቋም እና በሪአክተር በሚሠራበት ጊዜ አስፈላጊ የሆኑ ልኬቶችን ለመለወጥ እንዲችሉ ያደርጋቸዋል።

የሙቀት አቅም

ከነዳጅ ወደ ማቀዝቀዣው ውጤታማ የሆነ ሙቀት ማስተላለፍ ለሬአክተር አፈፃፀም እና ደህንነት አስፈላጊ ነው። የዚርኮኒየም ውህዶች ይህንን የሙቀት ማስተላለፊያ ሂደት ለማመቻቸት በቂ የሙቀት ማስተላለፊያ (thermal conductivity) አላቸው፣ ይህም የነዳጅ ሙቀት ተቀባይነት ባለው ገደብ ውስጥ መቆየቱን እና የሙቀት ሁኔታዎችን ይከላከላል።

የረጅም ጊዜ የጨረር ጉዳት ውጤቶች

ለረጅም ጊዜ መጋለጥ Zirconium ፎይል በኑክሌር ኃይል ማመንጫዎች ውስጥ ያሉ ኃይለኛ የጨረር መስኮች ወደ ተለያዩ የረጅም ጊዜ ውጤቶች ያመራሉ እነዚህም የሬአክተሩን ቀጣይ ደህንነቱ የተጠበቀ አሠራር ለማረጋገጥ በጥንቃቄ መታከም አለባቸው። እነዚህን የጨረር መጎዳት ዘዴዎች መረዳት የመከለል ባህሪን ለመተንበይ እና ሊከሰቱ የሚችሉ ችግሮችን ለመቀነስ ስልቶችን ለማዘጋጀት ወሳኝ ነው።

ጥቃቅን ለውጦች

የኒውትሮን ጨረር በጊዜ ሂደት በ Zirconium alloys ጥቃቅን ለውጦች ላይ ከፍተኛ ለውጥ ያመጣል. እነዚህ ለውጦች የቁሳቁስን ሜካኒካል ባህሪያት ሊቀይሩ የሚችሉ የመፈናቀል ቀለበቶች፣ ባዶዎች እና ዝናቦች መፈጠርን ያካትታሉ። የእነዚህ ጉድለቶች መከማቸት በጨረር ምክንያት የሚመጣን እድገት እና ማጠንከርን ሊያስከትል ይችላል፣ ይህም የሽፋኑን የመጠን መረጋጋት እና የመለጠጥ ችሎታን ሊጎዳ ይችላል።

የሃይድሮጅን ኢምብሪትልመንት

በሪአክተር ኦፕሬሽን ወቅት የዚርኮኒየም ሽፋን ሃይድሮጂንን የሚለቀቅ የዝገት ሂደትን ያካሂዳል። አንዳንድ የዚህ ሃይድሮጂን ወደ ብረት ማትሪክስ ውስጥ ገብቷል, ይህም ወደ ሃይድሬድ መፈጠር ይመራል. እነዚህ ሃይድሬዶች ግርዶሽ ሊፈጥሩ ይችላሉ፣የክላዲንግ ductilityን ይቀንሳሉ እና በጭንቀት ውስጥ የመሰባበር ተጋላጭነቱን ይጨምራሉ። በነዳጅ ዑደቱ ውስጥ የሃይድሮጂን መውሰጃ እና ስርጭትን ማስተዳደር ንጹሕ አቋሙን ለመጠበቅ ወሳኝ ነው።

የጨረር ክሪፕ

የዚርኮኒየም ውህዶች በጨረር የተሻሻለ የጭንቀት እና የኒውትሮን ፍሰት ተጽዕኖዎች ስር የጨረር ባህሪን ያሳያሉ። ይህ ክስተት የነዳጅ ዘንጎቹን የመጠን ለውጦችን ሊያስከትል ይችላል, ይህም የኩላንት ፍሰት እና የሙቀት ማስተላለፊያ ባህሪያትን ሊጎዳ ይችላል. የነዳጅ ማገጣጠሚያ ንድፎችን ለማመቻቸት እና በንጥረ ነገሮች መካከል ያለውን ጣልቃገብነት ለመከላከል የጨረር መጨናነቅን መረዳት እና መተንበይ አስፈላጊ ነው.

አሞርፊዜሽን እና የደረጃ ለውጦች

ከፍተኛ ኃይል ያለው ቅንጣቢ ቦምብ በዚርኮኒየም ውህዶች ውስጥ የአካባቢ ለውጥን እና የደረጃ ለውጥን ሊያመጣ ይችላል። እነዚህ መዋቅራዊ ለውጦች የቁሱ ባህሪያት ላይ ተጽእኖ ሊያሳድሩ ይችላሉ, የዝገት መቋቋም እና የሜካኒካል ባህሪን ጨምሮ. እነዚህን ተፅእኖዎች መከታተል እና ማቃለል የሽፋን ቁሳቁስ የረጅም ጊዜ አፈፃፀምን ለማረጋገጥ ወሳኝ ናቸው።

በሪአክተር ሁኔታዎች ውስጥ አለመሳካት ሁነታዎች

ምንም እንኳን ጠንካራ ባህሪዎች ቢኖሩም Zirconium ፎይልለረጅም ጊዜ ለከፍተኛ የሬአክተር ሁኔታዎች መጋለጥ ለተለያዩ የውድቀት ሁነታዎች ሊዳርግ ይችላል። የመከላከያ እርምጃዎችን ለማዘጋጀት እና አጠቃላይ የሬአክተር ደህንነትን ለማሻሻል እነዚህን ሊሆኑ የሚችሉ የውድቀት ዘዴዎችን መረዳት በጣም አስፈላጊ ነው።

የፔሌት ክላዲንግ መስተጋብር (PCI)

PCI የሚከሰተው የነዳጅ እንክብሉ ሲሰፋ እና ከሽፋኑ ጋር ሲገናኝ, ውጥረት እና እምቅ ስንጥቅ ያስከትላል. ይህ መስተጋብር በፋይሲዮን ምርት በሚፈጠር የጭንቀት ዝገት ስንጥቅ በተለይም እንደ አዮዲን ያሉ ኃይለኛ የፊስሽን ምርቶች ባሉበት ሁኔታ ሊባባስ ይችላል። የኃይል መወጣጫዎችን ማስተዳደር እና የመከላከያ ነዳጅ ንድፎችን መተግበር ከ PCI ጋር የተያያዙ ውድቀቶችን ለመቀነስ አስፈላጊ ስልቶች ናቸው.

ፍሪቲንግ መልበስ

በማቀዝቀዣው ፍሰት ምክንያት የሚፈጠር ንዝረት በነዳጅ ዘንጎች እና በስፔሰር ፍርግርግ መካከል ባሉ የመገናኛ ቦታዎች ላይ ብስጭት እንዲለብስ ሊያደርግ ይችላል። ይህ የሜካኒካል ልብስ ወደ መሸፈኛ ቀጭን እና ሊጥሱ የሚችሉ ነጥቦችን ሊያስከትል ይችላል. ይህንን ችግር ለመፍታት የነዳጅ ማገጣጠሚያ ንድፎችን ማመቻቸት እና የሚለብሱ መከላከያ ሽፋኖችን መተግበር የተለመዱ አቀራረቦች ናቸው.

ኦክሲዴሽን እና ሃይድሪዲንግ

የዚርኮኒየም ውህዶች ተከላካይ ኦክሳይድ ሽፋን ሲፈጥሩ, ከመጠን በላይ ኦክሳይድ ወደ ስፓልቲንግ እና የተፋጠነ ዝገት ሊያስከትል ይችላል. በተጨማሪም፣ የሃይድሮጂን መምጠጥ እና የሃይድራይድ መፈጠር የሽፋኑን ሜካኒካል ባህሪ ሊያበላሽ ይችላል። ቅይጥ ንጥረ ነገሮችን ማመጣጠን እና የገጽታ ሕክምናዎችን ማመቻቸት ኦክሳይድ እና እርጥበት የመቋቋም አቅምን ለማጎልበት ቀጣይነት ያለው የምርምር ቦታዎች ናቸው።

የሙቀት እና ሜካኒካል ድካም

በሪአክተር ኦፕሬሽን እና በኃይል ብስክሌት ወቅት የሳይክል የሙቀት እና የሜካኒካል ጭንቀቶች ወደ ድካም-የሚፈጠር ስንጥቅ ያመጣሉ ። ይህ በተለይ እንደ የዌልድ ዞኖች ወይም ቀደም ሲል የነበሩ ጉድለቶች ያሉባቸውን የጭንቀት ማጎሪያ ነጥቦችን ይመለከታል። ተገቢውን የአሠራር ፕሮቶኮሎችን መተግበር እና የምርት ሂደቶችን ማሻሻል ከድካም ጋር የተያያዙ ውድቀቶችን ለመቀነስ ቁልፍ ናቸው።

በማጠቃለያው አተገባበር Zirconium ፎይል በኑክሌር ሬአክተር አካባቢዎች ውስጥ የቁሳቁስ ሳይንስ እና የኑክሌር ምህንድስና ወሳኝ መገናኛን ይወክላል። የኒውክሌር ኢንዱስትሪው መሻሻል እንደቀጠለ፣ ቀጣይነት ያለው የምርምር እና ልማት ጥረቶች በዚርኮኒየም ላይ የተመሰረቱ የመሸፈኛ ቁሳቁሶችን አፈፃፀም እና አስተማማኝነት በማሳደግ ላይ ያተኩራሉ። እነዚህ እድገቶች የኒውክሌር ሃይል ለትውልድ የሚዘልቅ እና ቀጣይነት ያለው የሃይል ምንጭ ሆኖ መቆየቱን በማረጋገጥ የሬአክተር ቅልጥፍናን፣ ደህንነትን እና ረጅም ዕድሜን ለመግፋት ያለመ ነው።

ለኑክሌር እና ለኢንዱስትሪ አፕሊኬሽኖች ከፍተኛ ጥራት ያለው የዚርኮኒየም ፎይል እና ሌሎች ልዩ የብረት ቁሳቁሶችን ለሚፈልጉ ባኦጂ ፍሪሎንግ አዲስ የቁሳቁስ ቴክኖሎጂ ልማት ኮርፖሬሽን ታማኝ አጋር ነው። በቻይና ታይታኒየም ሸለቆ ውስጥ የሚገኘው ድርጅታችን ዚርኮን፣ ታይታኒየም፣ ኒኬል፣ ኒዮቢየም፣ ታንታለም እና የተለያዩ ውህዶችን በማምረት እና ወደ ውጭ በመላክ ላይ ያተኮረ ነው። አውስትራሊያን፣ ኮሪያን፣ ጀርመንን፣ ዩኤስን፣ ዩኬን፣ ማሌዢያን እና ከዚያም ባለፈ አለምአቀፍ አውታረ መረብ ጋር፣ የደንበኞቻችንን ትክክለኛ መስፈርት የሚያሟሉ እና የሚበልጡ ምርቶችን በማቅረብ እራሳችንን እንኮራለን። ለጥራት እና ለአገልግሎት ያለን የማይናወጥ ቁርጠኝነት በአለም አቀፍ ገበያ አስተማማኝ አቅራቢ እንድንሆን አድርጎናል። የእኛ የዚርኮኒየም ፎይል መፍትሄዎች የእርስዎን የኒውክሌር ኃይል ማመንጫ መተግበሪያዎችን ወይም ሌሎች የኢንዱስትሪ ፍላጎቶችን እንዴት እንደሚጠቅሙ ለማሰስ፣ እባክዎን በ ላይ ያግኙን jenny@bjfreelong.com. በእኛ እውቀት እና ለላቀ ትጋት የቁሳቁስ ግቦችዎን እንዲያሳኩ እንረዳዎታለን።

ማጣቀሻዎች

1. Adamson, RB, እና ሌሎች. (2019) "Zirconium Alloys ለኑክሌር ሪአክተር አፕሊኬሽኖች፡ የቁሳቁስ ባህሪያት እና የውስጠ-ሬአክተር አፈጻጸም ግምገማ።" የኑክሌር ቁሶች ጆርናል, 509, 582-610.

2. Motta, AT, et al. (2015) "Zirconium Alloys ለሱፐርሚካል የውሃ ሪአክተር አፕሊኬሽኖች፡ ተግዳሮቶች እና እድሎች።" የኑክሌር ቁሶች ጆርናል, 466, 99-110.

3. ዳይ, ዋይ, እና ሌሎች. (2018) "በኢራዲዬሽን ስር ያለው የዚርኮኒየም ቅይጥ ማይክሮስትራክቸራል ዝግመተ ለውጥ፡ ግምገማ።" የኑክሌር ቁሶች ጆርናል, 513, 226-244.

4. Billone, M., et al. (2020) "በ postulated-የማቀዝቀዝ-የማቀዝቀዝ አደጋዎች ወቅት መሸፈኛ።" NUREG/CR-7219፣ የዩኤስ የኑክሌር ቁጥጥር ኮሚሽን።

5. Bai, JB, እና ሌሎች. (2017) "የሃይድሮድ ኢምብሪትልመንት በ Zirconium alloy Fuel Cladding." በኑክሌር ኢነርጂ እድገት, 96, 26-39.

6. ኪም, ኤችጂ እና ሌሎች. (2016) "በኮሪያ ውስጥ ለአደጋ የሚቋቋም የነዳጅ ልማት ሁኔታ ለቀላል የውሃ ማከፋፈያዎች።" የኑክሌር ምህንድስና እና ቴክኖሎጂ፣ 48(1)፣ 1-15.