1 uc learadro materiallarynyň kesgitlemesi
Giň manyda, ýadro materialy diňe ýadro senagatynda we ýadro ylmy gözleglerinde, şol sanda ýadro ýangyjy we ýadro in engineeringenerçilik materiallarynda, ýagny ýadro däl ýangyç materiallarynda ulanylýan materiallar üçin umumy termin.
Nuclearadro materiallaryna köplenç reaktoryň dürli ýerlerinde ulanylýan, reaktor materiallary diýlip hem atlandyrylýan materiallara degişlidir. Reaktor materiallaryna neýtron bombalanmagy astynda ýadro bölünişigini başdan geçirýän ýadro ýangyjy, ýadro ýangyjynyň bölekleri, sowadyjylar, neýtron moderatorlary (moderatorlar), neýtronlary güýçli siňdirýän gözegçilik materiallary we reaktoryň daşyndaky neýtron syzmagynyň öňüni alýan materiallar girýär.
2 rare Seýrek ýer baýlyklary bilen ýadro baýlyklarynyň arasyndaky baglanyşyk
Fosfoserit we fosfoserit diýlip hem atlandyrylýan Monazit, aralyk kislotasy ýokaşýan gaýada we metamorfik gaýada umumy aksesuar mineral. Monazit seýrek toprak metal magdanynyň esasy minerallaryndan biridir we käbir çökündi gaýalarda hem bar. Goňur gyzyl, sary, käwagt goňur sary, ýagly ýalpyldawuk, doly ýyrtyk, Mohs gatylygy 5-5.5, agyrlyk güýji 4.9-5.5.
Hytaýda seýrek duş gelýän ýer topraklarynyň esasy magdan minerallary, esasan Tongçeng, Hubeý, ueuýang, Hunan, Şangrao, Jiangxi, Menghai, nanunnan we He County, Guangxi-de ýerleşýär. Şeýle-de bolsa, ýerüsti seýrek ýer baýlyklaryny çykarmak köplenç ykdysady ähmiýete eýe däl. Itaryeke daşlar köplenç refleksli tori elementlerini öz içine alýar we söwda plutoniniň esasy çeşmesidir.
3 nuclear Patent panoramiki derňewi esasynda ýadro birleşmeginde we ýadro bölünişiginde seýrek ýer ulanylyşyna syn
Seýrek ýer gözleg elementleriniň açar sözleri doly giňeldilenden soň, giňeltmek açarlary we ýadro bölünişiginiň we ýadro birleşmesiniň klassifikasiýa sanlary bilen birleşdirilip, Incopt maglumatlar bazasynda gözlenýär. Gözleg senesi 2020-nji ýylyň 24-nji awgusty. Simpleönekeý maşgala birleşenden soň 4837 patent alyndy we emeli ses azalandan soň 4673 patent kesgitlenildi.
Nuclearadro bölünişi ýa-da ýadro birleşmesi babatynda seýrek ýer patent programmalary 56 ýurtda / sebitde paýlanýar, esasan Japanaponiýada, Hytaýda, ABŞ-da, Germaniýada we Russiýada we ş.m. köp sanly patent PCT görnüşinde ulanylýar. Hytaýyň patent tehnologiýasy programmalary, esasanam 2009-njy ýyldan bäri çalt ösüş etabyna girýän we Japanaponiýa, ABŞ we Russiýa bu ugurda ençeme ýyllap ýerleşmegini dowam etdirýär (1-nji surat).
Surat 1 nuclearadro ýadro bölünişiginde we ýurtlarda / sebitlerde ýadro birleşmeginde seýrek ýer ulanylyşy bilen baglanyşykly tehnologiýa patentleriniň ulanylyş tendensiýasy
Tehniki mowzuklaryň seljermesinden seýrek topragyň ýadro birleşmeginde we ýadro bölünişiginde ulanylmagynyň ýangyç elementlerine, sintilýatorlara, radiasiýa detektorlaryna, aktinidlere, plazmalara, ýadro reaktorlaryna, gorag materiallaryna, neýtron siňdirişine we beýleki tehniki ugurlara gönükdirilendigini görmek bolýar.
4 uc learadro materiallarynda seýrek ýer elementleriniň aýratyn programmalary we esasy patent gözlegleri
Şolaryň arasynda ýadro birleşmesi we ýadro materiallaryndaky ýadro bölüniş reaksiýalary güýçli we materiallara bolan talaplar gaty berk. Häzirki wagtda elektrik reaktorlary esasan ýadro bölüniş reaktorlarydyr we birleşme reaktorlary 50 ýyldan soň giň gerimde meşhur bolup biler. Programmaseýrek ýerreaktoryň gurluş materiallaryndaky elementler; Nuclearadro himiki ýataklarynda seýrek ýer elementleri esasan dolandyryş çybyklarynda ulanylýar; Mundan başga-da,skandiumradiokimiýa we ýadro pudagynda hem ulanyldy.
（1 neut Neýtron derejesini we ýadro reaktorynyň ýagdaýyny sazlamak üçin ýanýan zäher ýa-da dolandyryş çybygy hökmünde
Kuwwatly reaktorlarda täze ýadrolaryň başlangyç galyndy reaktiwligi adatça ýokarydyr. Esasanam ilkinji ýangyç guýmak sikliniň başlangyç döwründe ýadrodaky ähli ýadro ýangyjy täze bolanda, galan reaktiwlik iň ýokarydyr. Bu pursatda, galyndy reaktiwliginiň öwezini dolmak üçin diňe dolandyryş çybyklaryna bil baglamak has köp gözegçilik çybyklaryny döreder. Her dolandyryş çybygy (ýa-da hasasy) çylşyrymly hereket mehanizminiň ornaşdyrylmagyna laýyk gelýär. Bir tarapdan, bu çykdajylary ýokarlandyrýar, beýleki tarapdan basyş gämisiniň kellesinde deşik açmak gurluş güýjüniň peselmegine sebäp bolup biler. Diňe tygşytly däl, basyş gämisiniň kellesinde belli bir derejede gözenek we gurluş güýji bolmagyna ýol berilmeýär. Şeýle-de bolsa, gözegçilik çybyklaryny köpeltmän, galan reaktiwligiň öwezini dolmak üçin himiki öwezini dolýan toksinleriň (bor kislotasy ýaly) konsentrasiýasyny ýokarlandyrmaly. Bu ýagdaýda bor konsentrasiýasynyň çäkden geçmegi aňsat we moderatoryň temperatura koeffisiýenti oňyn bolar.
Problemsokarda agzalan meselelerden gaça durmak üçin, adatça gözegçilik üçin ýanýan toksinleriň, dolandyryş çybyklarynyň we himiki öwezini dolmagyň gözegçiligi ulanylyp bilner.
（2 re Reaktoryň gurluş materiallarynyň işleýşini ýokarlandyrmak üçin dopant hökmünde
Reaktorlar gurluş düzüm böleklerini we ýangyç elementlerini belli bir derejede güýç, poslama garşylyk we ýokary ýylylyk durnuklylygy talap edýär, şol bir wagtyň özünde bölünip çykýan önümleriň sowadyjynyň içine girmeginiň öňüni alýar.
1). Seýrek ýer polat
Nuclearadro reaktorynyň aşa fiziki we himiki şertleri bar we reaktoryň her bir bölegi ulanylýan ýörite polat üçin ýokary talaplar hem bar. Seýrek toprak elementleri polatda esasan arassalamak, metamorfizm, mikroalloý we poslama garşylygy gowulandyrmak ýaly aýratyn üýtgeşik täsirlere eýe. Çelikleri öz içine alýan seýrek toprak ýadro reaktorlarynda hem giňden ulanylýar.
① Arassalaýyş täsiri: Bar bolan gözlegler seýrek topraklaryň ýokary temperaturada eredilen polatdan gowy arassalaýyş täsiriniň bardygyny görkezdi. Sebäbi seýrek topraklar ýokary temperaturaly birleşmeler döretmek üçin eredilen polatdaky kislorod we kükürt ýaly zyýanly elementler bilen täsir edip biler. Temperatureokary temperaturaly birleşmeler, eredilen polat kondensasiýasyndan öň çökdürilip, goşulma görnüşinde çykarylyp bilner, şeýlelik bilen eredilen polatdaky haramlyk azalýar.
② Metamorfizm: beýleki tarapdan, ereýän polatda kislorod we kükürt ýaly zyýanly elementler bilen seýrek topragyň reaksiýasy netijesinde emele gelen oksidler, sulfidler ýa-da oksulfidler eredilen polatda bölekleýin saklanyp bilner we ýokary eriş nokady bolan poladyň düzümine öwrülip biler. . Bu goşulmalar, eredilen poladyň gatylaşmagy wagtynda birmeňzeş ýadro merkezleri hökmünde ulanylyp bilner, şeýlelik bilen poladyň görnüşini we gurluşyny gowulandyrar.
③ Mikroalloýing: seýrek topragyň goşulmagy hasam artsa, galan seýrek toprak ýokardaky arassalama we metamorfizm gutarandan soň polatda erär. Seýrek topragyň atom radiusy demir atomyndan has uly bolany üçin, seýrek toprak ýerüsti işjeňlige eýe. Eredilen poladyň gatylaşma döwründe däne araçäginde seýrek toprak elementleri baýlaşdyrylýar, bu däne araçägindäki haramlyk elementleriniň bölünişigini has gowy azaldyp biler, şeýlelik bilen gaty erginini güýçlendirer we mikro-ergin roluny oýnap biler. Beýleki tarapdan, seýrek topraklaryň wodorod saklaýyş aýratynlyklary sebäpli wodorody polatdan siňdirip biler we şeýlelik bilen poladyň wodorod siňdiriş hadysasyny netijeli gowulandyrar.
Os Poslama garşylygy gowulandyrmak: Seýrek toprak elementleriniň goşulmagy poladyň poslama garşylygyny ýokarlandyryp biler. Sebäbi seýrek topraklar poslamaýan polatdan has ýokary öz-özüni poslama potensialyna eýe. Şonuň üçin seýrek topraklaryň goşulmagy poslamaýan poladyň öz-özüni poslama potensialyny artdyryp, poslaýjy serişdelerde poladyň durnuklylygyny ýokarlandyryp biler.
2). Esasy patent okuwy
Esasy patent: oksid dispersiýasynyň oýlap tapyş patenti, pes işjeňleşýän polady we Hytaýyň Ylymlar akademiýasy metallar instituty tarapyndan taýýarlanyş usulyny güýçlendirdi
Patent abstrakt: Berilýän, birleşme reaktorlary we taýýarlanyş usuly üçin amatly oksid dispersiýasy, pes işjeňleşdirilen poladyň umumy massasyndaky garyndy elementleriniň göterimi: matrisa Fe, 0.08% ≤ C ≤ 0,15%, 8.0% ≤ Cr ≤ 10.0%, 1,1% ≤ W ≤ 1.55%, 0,1% ≤ V ≤ 0,3%, 0.03% ≤ Ta ≤ 0,2%, 0,1 ≤ Mn ≤ 0.6%, we 0.05% ≤ Y2O3 ≤ 0,5%.
Önümçilik prosesi: Fe-Cr-WV-Ta-Mn ene garyndysynyň eremegi, poroşok atomizasiýasy, ene garyndysynyň ýokary energiýa topy weY2O3 nanopartikulgarylan poroşok, poroşok örtügi çykarmak, gaty berkitmek, gyzgyn togalanmak we ýylylygy bejermek.
Seýrek ýer goşmak usuly: Nanoskale goşuňY2O3ýokary energiýa topy üwemek üçin esasy garyndy atomlaşdyrylan poroşok bölejikleri, top degirmen serişdesi Φ 6 we Φ 10 garyşyk gaty polat toplary, top degirmeni atmosferasy 99,99% argon gazy, top materialyň massasy gatnaşygy (8- 10): 1, top degirmen wagty 40-70 sagat, aýlanma tizligi bolsa 350-500 r / min.
3） .Nýtron radiasiýa gorag materiallaryny ýasamak üçin ulanylýar
Ne Neýtron radiasiýasyny goramak ýörelgesi
Neýtronlar atom ýadrolarynyň düzüm bölekleridir, statiki massasy 1,675 × 10-27kg, bu elektron massasyndan 1838 esse köpdür. Onuň radiusy takmynan 0.8 × 10-15m, ululygy protona meňzeş, γ şöhlelerine deň derejede zarýad berilmeýär. Neýtronlar materiýa bilen täsirleşende, esasan ýadronyň içindäki ýadro güýçleri bilen täsirleşýärler we daşky gabykdaky elektronlar bilen täsirleşmeýärler.
Nuclearadro energiýasynyň we ýadro reaktor tehnologiýasynyň çalt ösmegi bilen ýadro radiasiýasynyň howpsuzlygyna we ýadro radiasiýasynyň goragyna has köp üns berildi. Uzak wagtlap radiasiýa enjamlaryny abatlamak we heläkçiliklerden halas bolmak bilen meşgullanýan operatorlar üçin radiasiýa goragyny güýçlendirmek üçin gorag eşikleri üçin ýeňil gorag kompozitlerini ösdürmek uly ylmy ähmiýete we ykdysady ähmiýete eýe. Neýtron radiasiýasy ýadro reaktor radiasiýasynyň iň möhüm bölegidir. Adatça, adamlar bilen göni aragatnaşykda bolan neýtronlaryň köpüsi, ýadro reaktorynyň içindäki gurluş materiallarynyň neýtron gorag täsirinden soň pes energiýaly neýtronlara haýalladyldy. Pes energiýa neýtronlary pes atom mukdary bilen ýadrolar bilen çaknyşar we ortaça dowam eder. Ortaça ýylylyk neýtronlary has uly neýtron siňdiriş kesimleri bolan elementler tarapyndan siňdiriler we ahyrynda neýtron goragy gazanylar.
② Esasy patent okuwy
Gözenekli we organiki-organiki däl gibrid häsiýetleriseýrek ýer elementigadoliniumesasly metal organiki skelet materiallary polietilen bilen utgaşyklygyny ýokarlandyrýar, sintezlenen birleşýän materiallaryň gadoliniumyň has ýokary bolmagyna we gadolinium dispersiýasyna eýe bolýar. Gadoliniň ýokary mukdary we dispersiýasy birleşdirilen materiallaryň neýtron gorag işine gönüden-göni täsir eder.
Esasy patent: Hefei Material Ylymlar Instituty, Hytaý Ylymlar akademiýasy, gadolinium esasly organiki çarçuwaly birleşdirilen gorag materialynyň oýlap tapyş patenti we ony taýýarlamak usuly
Patent abstrakt: Gadolinium esasly metal organiki skelet kompozit gorag materialy, garyşyk arkaly emele gelen birleşýän materialdyrgadoliniumagramy 2: 1: 10 nisbatynda polietilen bilen metal organiki skelet materialy we erginli bugarmak ýa-da gyzgyn basmak arkaly emele gelýär. Gadolinium esasly metal organiki skelet birleşýän gorag materiallary ýokary ýylylyk durnuklylygy we termiki neýtron gorag ukybyna eýe.
Önümçilik prosesi: başga birini saýlamakgadolinium metalduzlar we organiki baglar, gadolinium esasly metal organiki skelet materiallaryny taýýarlamak we sintezlemek, olary metanol, etanol ýa-da suwuň ownuk molekulalary bilen sentrifugasiýa bilen ýuwmak we wakuum şertlerinde ýokary temperaturada işjeňleşdirmek, galyndylary gaýtadan işlenmedik çig mallary doly aýyrmak üçin. gadolinium esasly metal organiki skelet materiallarynyň gözeneklerinde; Basgançakda taýýarlanan gadolinium esasly organometall skelet materialy ýokary tizlikde ýa-da ultrases görnüşinde polietilen losyon bilen garylýar ýa-da basgançakda taýýarlanan gadolinium esasly organometall skelet materialy ýokary temperaturada aşa ýokary molekulýar agramly polietilen bilen garylýar; Birmeňzeş garylan gadolinium esasly metal organiki skelet materialyny / polietilen garyndysyny galypda goýuň we çözüji bugarmagy ýa-da gyzgyn basylmagyny üpjün etmek üçin guratmak arkaly emele gelen gadolinium esasly metal organiki skelet birleşme gorag materialyny alyň; Taýýarlanan gadolinium esasly metal organiki skelet birleşýän gorag materialy, arassa polietilen materiallary bilen deňeşdirilende ýylylyga garşylygy, mehaniki häsiýetleri we ýokary termiki neýtron gorag ukybyny ep-esli gowulandyrdy.
Seýrek ýer goşmak tertibi: Gd2 (BHC) (H2O) 6, Gd (BTC) (H2O) 4 ýa-da Gd (BDC) 1.5 (H2O) 2 sany gözenekli kristal utgaşdyryjy polimer, gadoliniumy öz içine alýan polimerizasiýa arkaly alynýarGd (NO3) 3 • 6H2O ýa-da GdCl3 • 6H2Owe organiki karboksilat ligand; Gadolinium esasly metal organiki skelet materialynyň ululygy 50nm-2 μ m ； Gadolinium esasly metal organiki skelet materiallary granul, taýajyk ýa-da iňňe şekilli dürli morfologiýalara eýe.
（4） ýüz tutmakSkandiumradiokimiýa we ýadro pudagynda
Skandium metal gowy ýylylyk durnuklylygyna we güýçli ftor siňdiriş ýerine ýetirijiligine eýe bolup, ony atom energiýasy pudagynda aýrylmaz material edýär.
Esasy patent: Hytaý Aerokosmiki Ösüş Pekin Awiasiýa materiallary instituty, alýumin sink magniý skandium ergininiň oýlap tapyş patenti we ony taýýarlamak usuly
Patent abstrakt: Alýumin sinkmagniý skandium garyndysywe taýýarlamak usulydyr. Alýumin sink magniý skandium ergininiň himiki düzümi we agram göterimi: Mg 1.0% -2,4%, Zn 3,5% -5.5%, Sc 0.04% -0.50%, Zr 0.04% -0.35%, Cu Cu ≤ 0.2%, Si ≤ 0.35%, Fe ≤ 0.4%, beýleki hapalar ýeke ≤ 0,05%, beýleki hapalaryň jemi ≤ 0,15%, galan mukdary Al. Bu alýumin sink magniý skandium garyndy materialynyň mikrostrukturasy birmeňzeş we öndürijiligi durnukly, iň ýokary dartyş güýji 400MPa, hasyllylygy 350MPa, kebşirlenen bogunlar üçin dartyş güýji 370MPa-dan ýokary. Maddy önümler howa giňişliginde, ýadro senagatynda, transportda, sport harytlarynda, ýaraglarda we beýleki ugurlarda gurluş elementleri hökmünde ulanylyp bilner.
Önümçilik prosesi: 1-nji ädim, ýokardaky garyndy düzümine laýyklykda düzümi; 2-nji ädim: 700 ℃ ~ 780 temperature temperaturada ereýän peçde erediň; 3-nji ädim: Doly eredilen metal suwuklygy arassalaň we arassalamak wagtynda metal temperaturasyny 700 ℃ ~ 750 range aralygynda saklaň; 4-nji ädim: Arassalanandan soň, durmaga doly rugsat berilmelidir; 5-nji ädim: Doly duranyňyzdan soň, guýmaga başlaň, peçiň temperaturasyny 690 ℃ ~ 730 range aralygynda saklaň we guýmagyň tizligi minutda 15-200mm; 6-njy ädim: 400 ℃ ~ 470 of ýylylyk peçindäki erginli ingotda birmeňzeş birleşme bejergisini geçiriň; 7-nji ädim: Birmeňzeş ingotyň gabygyny çalyň we diwar galyňlygy 2,0 mm-den ýokary bolan profilleri öndürmek üçin gyzgyn ekstruziýa ýerine ýetiriň. Ekstruziýa prosesinde, bilet 350 ℃ 410 a temperaturada saklanmalydyr; 8-nji ädim: 460-480 solution ergin temperaturasy bilen ergini söndürmek üçin profili gysyň; 9-njy ädim: 72 sagatlyk gaty ergini söndürenden soň, el bilen garramaga mejbur ediň. El bilen garrylyk ulgamy: 90 ~ 110 ℃ / 24 sagat + 170 ~ 180 ℃ / 5 sagat, ýa-da 90 ~ 110 ℃ / 24 sagat + 145 ~ 155 ℃ / 10 sagat.
5 、 Gözlegiň gysgaça mazmuny
Umuman alanyňda, seýrek topraklar ýadro birleşmeginde we ýadro bölünişiginde giňden ulanylýar we rentgen tolgunmasy, plazmanyň emele gelmegi, ýeňil suw reaktory, transuranium, uranil we oksid tozy ýaly tehniki ugurlarda köp patent ýerleşdirilýär. Reaktor materiallary barada aýdylanda bolsa, seýrek topraklar reaktoryň gurluş materiallary we degişli keramiki izolýasiýa materiallary, gözegçilik materiallary we neýtron radiasiýa gorag materiallary hökmünde ulanylyp bilner.
Iş wagty: 26-2023-nji maý