ерлітна сталями, які не мають цих недоліків і, крім того, значно дешевше. Розглянувши в загальній особливості всі ці матеріали, зараз ми переступимо до розгляду їх зокрема. У цьому курсовому проекті я вирішив приділити увагу матеріалам, які найбільш поширено застосовуються в Атомній енергетиці (виготовленні оболонок ТВЕЛів), а саме: Магній, Алюміній і Цирконій.
Магній. Властивості магнію.
Магній використовується для виготовлення оболонок твелів. Він володіє низьким перетином поглинання теплових нейтронів, має малу щільність і високу теплопровідність. Тепловиділяючі елементи з оболонками з магнієвих сплавів знайшли промислове застосування в уран-графітових і важководяних реакторах, в яких в якості палива використовується природний уран і в якості теплоносія - вуглекислий газ. Ці реактори мають двухцелевой призначення: вони служать для виробництва плутонію і для вироблення електроенергії. В Англії магнієві сплави застосовані в реакторах Колдер-Холу, Берклі, Брадуелла та ін Температура теплоносія - вуглекислого газу - досягає в активній зоні реактора 350-450 ° С. Оболонки твелів, виготовлені з магнієвих сплавів, характеризуються хорошою сумісністю з металевим ураном до 500 ° С.
Магній кристалізується в гексагональну щільноупакована кристалічну решітку (с / а=, 6235) і не має аллотропических перетворень. У зв'язку з тим що в його решітці тільки одна площина ковзання - площину базису, магній має більш низькою пластичністю в порівнянні з алюмінієм і меншою здатністю до деформації.
В тепловиділяючих елементах магнієвим сплавам відводиться роль захисної оболонки, що оберігає урановий металевий сердечник від корозійного впливу теплоносія. У цьому випадку першорядним є не міцність оболонки твелів, яка у магнієвих сплавів, особливо при підвищеній температурі, низька, а здатність компенсувати деформацію металевого урану без порушення суцільності оболонки. Механічну міцність твелів забезпечує урановий металевий сердечник.
Магнієві сплави в атомній енергетиці.
Вибір магнієвих сплавів для оболонок ТВЕЛів в реакторах з газовим теплоносієм С02 обумовлений можливістю використання як ядерного палива природного урану.
З фізичної точки зору це пов'язано з необхідністю мати мінімальну втрату нейтронів поділу. Тому легуючі елементи магнієвих сплавів, так само як і основа сплаву - магній, повинні мати мінімальний перетин захоплення теплових нейтронів. Як компонентів сплавів зазвичай використовують Аl, Zг, Ве, Si. У деяких сплавах застосовують також легування марганцем.
Алюміній і його властивості.
Алюміній відноситься до металів з відносно низькою температурою плавлення (660 ° С). Він кристалізується у м. ц. к.-решітку і не має аллотропических перетворень. Чистий алюміній має малу міцністю, низьким модулем пружності і високою пластичністю, що обмежує його застосування для виготовлення деталей і конструкцій, що працюють при підвищеній температурі.
Одночасно алюміній володіє хорошими ядерними і теплофізичними властивостями: малим перетином поглинання теплових нейтронів, слабкою наведеною активністю, високою теплопровідністю, малою щільністю та ін Тому сплави на його основі знаходять застосування в ядерному реакторобудуванні, особливо в активній зоні реакторів (оболонки твелів, канальні тр...
