Χρησιμοποιούμε cookies για να βελτιώσουμε την εμπειρία σας. Συνεχίζοντας την περιήγησή σας σε αυτόν τον ιστότοπο, συμφωνείτε με τη χρήση των cookies. Πρόσθετες πληροφορίες.
Σε μια προ-αποδεδειγμένη μελέτη στο Journal of Nuclear Materials, εξετάστηκαν φρεσκοκατασκευασμένος ωστενιτικός ανοξείδωτος χάλυβας με ομοιόμορφα κατανεμημένα νανοκατακρημνίσματα NbC (ARES-6) και συμβατικός ανοξείδωτος χάλυβας 316 υπό ακτινοβολία βαρέων ιόντων. Συμπεριφορά μετά τη διόγκωση για τη σύγκριση των πλεονεκτημάτων του ARES-6.
Μελέτη: Αντοχή στη διόγκωση ωστενιτικού ανοξείδωτου χάλυβα με ομοιόμορφα κατανεμημένα νανοκλίμακας ιζήματα NbC υπό έντονη ακτινοβολία ιόντων. Πίστωση εικόνας: Parilov/Shutterstock.com
Οι ωστενιτικοί ανοξείδωτοι χάλυβες (SS) χρησιμοποιούνται συνήθως ως κατασκευασμένα εσωτερικά εξαρτήματα σε σύγχρονους αντιδραστήρες ελαφρού ύδατος, όπου εκτίθενται σε υψηλές ροές ακτινοβολίας.
Η αλλαγή στη μορφολογία των ωστενιτικών ανοξείδωτων χαλύβων κατά τη σύλληψη νετρονίων επηρεάζει αρνητικά φυσικές παραμέτρους όπως η σκλήρυνση με ακτινοβολία και η θερμική αποσύνθεση. Οι κύκλοι παραμόρφωσης, το πορώδες και η διέγερση είναι παραδείγματα εξέλιξης μικροδομής που προκαλείται από ακτινοβολία και συναντώνται συνήθως στους ωστενιτικούς ανοξείδωτους χάλυβες.
Επιπλέον, ο ωστενιτικός ανοξείδωτος χάλυβας υπόκειται σε διαστολή κενού που προκαλείται από ακτινοβολία, η οποία μπορεί να οδηγήσει σε δυνητικά θανατηφόρα καταστροφή των εξαρτημάτων του πυρήνα του αντιδραστήρα. Έτσι, οι καινοτομίες στους σύγχρονους πυρηνικούς αντιδραστήρες με μεγαλύτερη διάρκεια ζωής και υψηλότερη παραγωγικότητα απαιτούν τη χρήση σύνθετων συγκροτημάτων που μπορούν να αντέξουν περισσότερη ακτινοβολία.
Από τις αρχές της δεκαετίας του 1970, έχουν προταθεί πολλές μέθοδοι για την ανάπτυξη ραδιενεργών υλικών. Στο πλαίσιο των προσπαθειών για τη βελτίωση της απόδοσης ακτινοβολίας, έχει μελετηθεί ο ρόλος των κύριων πτυχών της ελαστικότητας διαστολής υπό κενό. Ωστόσο, ακόμη και έτσι, επειδή οι ωστενιτικοί ανοξείδωτοι χάλυβες υψηλής περιεκτικότητας σε νικέλιο είναι πολύ ευαίσθητοι στην ευθραυστότητα λόγω ακτινοβολίας λόγω παραμόρφωσης των σταγονιδίων ηλίου, οι ανοξείδωτοι χάλυβες χαμηλής περιεκτικότητας σε ωστενίτη δεν μπορούν να εγγυηθούν επαρκή προστασία από τη διάβρωση υπό διαβρωτικές συνθήκες. Υπάρχουν επίσης ορισμένοι περιορισμοί στη βελτίωση της απόδοσης ακτινοβολίας με τη ρύθμιση της διαμόρφωσης του κράματος.
Μια άλλη προσέγγιση είναι η συμπερίληψη διαφόρων μικροδομικών χαρακτηριστικών που μπορούν να λειτουργήσουν ως σημεία αποστράγγισης για σημειακές αστοχίες. Η καταβόθρα μπορεί να συμβάλει στην απορρόφηση εγγενών ελαττωμάτων που προκαλούνται από την ακτινοβολία, καθυστερώντας τον σχηματισμό οπών και κύκλων μετατόπισης που δημιουργούνται από την ομαδοποίηση κενών και κενών.
Πολυάριθμες εξαρθρώσεις, μικροσκοπικά ιζήματα και κοκκώδεις δομές έχουν προταθεί ως απορροφητές που θα μπορούσαν να βελτιώσουν την απόδοση της ακτινοβολίας. Ο εννοιολογικός σχεδιασμός δυναμικής ταχύτητας και αρκετές παρατηρητικές μελέτες έχουν αποκαλύψει τα οφέλη αυτών των μικροδομικών χαρακτηριστικών στην καταστολή της διαστολής των κενών και στη μείωση του διαχωρισμού των συστατικών που προκαλείται από την ακτινοβολία. Ωστόσο, το κενό σταδιακά επουλώνεται υπό την επίδραση της ακτινοβολίας και δεν εκτελεί πλήρως τη λειτουργία ενός σημείου αποστράγγισης.
Οι ερευνητές παρήγαγαν πρόσφατα ωστενιτικό ανοξείδωτο χάλυβα με συγκρίσιμη αναλογία ιζημάτων νανο-καρβιδίου νιοβίου ομοιόμορφα διασκορπισμένων στη μήτρα χρησιμοποιώντας μια βιομηχανική διαδικασία παραγωγής χάλυβα που αργότερα ονομάστηκε ARES-6.
Τα περισσότερα ιζήματα αναμένεται να παρέχουν επαρκείς θέσεις καταβόθρων για εγγενή ελαττώματα ακτινοβολίας, αυξάνοντας έτσι την απόδοση ακτινοβολίας των κραμάτων ARES-6. Ωστόσο, η παρουσία μικροσκοπικών ιζημάτων καρβιδίου νιοβίου δεν παρέχει τις αναμενόμενες ιδιότητες αντοχής στην ακτινοβολία με βάση το πλαίσιο.
Επομένως, ο στόχος της παρούσας μελέτης ήταν να ελεγχθεί η θετική επίδραση των μικρών καρβιδίων νιοβίου στην αντίσταση στη διαστολή. Έχουν επίσης διερευνηθεί οι επιδράσεις του ρυθμού δόσης που σχετίζονται με τη μακροζωία των παθογόνων σε νανοκλίμακα κατά τη διάρκεια του βομβαρδισμού με βαριά ιόντα.
Για να διερευνηθεί η αύξηση του κενού, ένα νεοπαραγόμενο κράμα ARES-6 με ομοιόμορφα διασκορπισμένα νανοκαρβίδια νιοβίου διέγειρε βιομηχανικό χάλυβα και τον βομβάρδισε με ιόντα νικελίου 5 MeV. Τα ακόλουθα συμπεράσματα βασίζονται σε μετρήσεις διόγκωσης, μελέτες μικροδομής νανομετρικής ηλεκτρονικής μικροσκοπίας και υπολογισμούς αντοχής σε πτώση.
Μεταξύ των μικροδομικών ιδιοτήτων του ARES-6P, η υψηλή συγκέντρωση ιζημάτων καρβιδίου νανιονίου είναι ο σημαντικότερος λόγος για την αυξημένη ελαστικότητα κατά τη διόγκωση, αν και η υψηλή συγκέντρωση νικελίου παίζει επίσης ρόλο. Δεδομένης της υψηλής συχνότητας μετατοπίσεων, το ARES-6HR παρουσίασε διαστολή συγκρίσιμη με το ARES-6SA, γεγονός που υποδηλώνει ότι, παρά την αυξημένη αντοχή της δομής της δεξαμενής, η μετατόπιση στο ARES-6HR από μόνη της δεν μπορεί να παρέχει μια αποτελεσματική θέση αποστράγγισης.
Μετά τον βομβαρδισμό με βαρέα ιόντα, η νανοκλίμακας οιονεί κρυσταλλική φύση των ιζημάτων καρβιδίου του νιοβίου καταστρέφεται. Ως αποτέλεσμα, όταν χρησιμοποιείται η εγκατάσταση βομβαρδισμού με βαρέα ιόντα που χρησιμοποιείται σε αυτή την εργασία, τα περισσότερα από τα προϋπάρχοντα παθογόνα σε μη ακτινοβολημένα δείγματα σταδιακά διαχέονται στη μήτρα.
Αν και η ικανότητα αποστράγγισης του ARES-6P αναμένεται να είναι τριπλάσια από αυτήν της πλάκας ανοξείδωτου χάλυβα 316, η μετρούμενη αύξηση της διαστολής είναι περίπου επτά φορές.
Η διάλυση των ιζημάτων νανοκαρβιδίου νιοβίου κατά την έκθεση στο φως εξηγεί τη μεγάλη απόκλιση μεταξύ της αναμενόμενης και της πραγματικής αντοχής στη διόγκωση του ARES-6P. Ωστόσο, οι κρυσταλλίτες καρβιδίου νανονίου αναμένεται να είναι πιο ανθεκτικοί σε χαμηλότερες δόσεις και η ελαστικότητα διαστολής του ARES-6P θα βελτιωθεί σημαντικά στο μέλλον υπό κανονικές συνθήκες πυρηνικού σταθμού ηλεκτροπαραγωγής.
Shin, JH, Kong, BS, Jeong, C., Eom, HJ, Jang, C., & AlMousa, N. (2022). Shin, JH, Kong, BS, Jeong, C., Eom, HJ, Jang, C., & AlMousa, N. (2022). Shin, JH, Kong, BS, Chon, K., Eom, HJ, Jang, K., & Al-Musa, N. (2022). Shin, JH, Kong, BS, Jeong, C., Eom, HJ, Jang, C., & AlMousa, N. (2022). Shin, JH, Kong, BS, Jeong, C., Eom, HJ, Jang, C., & AlMousa, N. (2022). Shin, JH, Kong, BS, Chon, K., Eom, HJ, Jang, K., & Al-Musa, N. (2022).Αντοχή στη διόγκωση ωστενιτικού ανοξείδωτου χάλυβα με ομοιόμορφα κατανεμημένα νανοδιαλυτά ιζήματα NbC υπό ακτινοβολία με βαρέα ιόντα. Journal of Nuclear Materials. Διαθέσιμο στη διεύθυνση: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022311522001714?via%3Dihub.
Αποποίηση ευθύνης: Οι απόψεις που εκφράζονται εδώ είναι αυτές του συγγραφέα υπό την προσωπική του ιδιότητα και δεν αντικατοπτρίζουν απαραίτητα τις απόψεις της AZoM.com Limited T/A AZoNetwork, της ιδιοκτήτριας και διαχειριστή αυτού του ιστότοπου. Αυτή η αποποίηση ευθύνης αποτελεί μέρος των όρων χρήσης αυτού του ιστότοπου.
Ο Shahir αποφοίτησε από τη Σχολή Αεροδιαστημικής Μηχανικής του Ινστιτούτου Διαστημικής Τεχνολογίας του Ισλαμαμπάντ. Έχει κάνει εκτεταμένη έρευνα σε αεροδιαστημικά όργανα και αισθητήρες, υπολογιστική δυναμική, αεροδιαστημικές δομές και υλικά, τεχνικές βελτιστοποίησης, ρομποτική και καθαρή ενέργεια. Πέρυσι εργάστηκε ως ανεξάρτητος σύμβουλος στον τομέα της αεροδιαστημικής μηχανικής. Η τεχνική γραφή ήταν πάντα το δυνατό σημείο του Shahir. Είτε κερδίζει βραβεία σε διεθνείς διαγωνισμούς είτε κερδίζει τοπικούς διαγωνισμούς γραφής, διαπρέπει. Ο Shahir λατρεύει τα αυτοκίνητα. Από τους αγώνες της Φόρμουλα 1 και την ανάγνωση ειδήσεων αυτοκινήτου μέχρι τους αγώνες καρτ, η ζωή του περιστρέφεται γύρω από τα αυτοκίνητα. Είναι παθιασμένος με το άθλημά του και προσπαθεί πάντα να βρίσκει χρόνο γι' αυτό. Το σκουός, το ποδόσφαιρο, το κρίκετ, το τένις και οι αγώνες ταχύτητας είναι τα χόμπι του με τα οποία απολαμβάνει να περνάει χρόνο.
Καυτός ιδρώτας, Shahr. (22 Μαρτίου 2022). Αναλύθηκε η αντίσταση διόγκωσης ενός νέου νανοτροποποιημένου κράματος αντιδραστήρα. AZonano. Ανακτήθηκε στις 11 Σεπτεμβρίου 2022 από https://www.azonano.com/news.aspx?newsID=38861.
Καυτός ιδρώτας, Shahr. «Ανάλυση αντίστασης διόγκωσης νέων νανοτροποποιημένων κραμάτων αντιδραστήρων». AZonano.11 Σεπτεμβρίου 2022.11 Σεπτεμβρίου 2022.
Καυτός ιδρώτας, Shahr. «Ανάλυση αντίστασης διόγκωσης νέων νανοτροποποιημένων κραμάτων αντιδραστήρων». AZonano. https://www.azonano.com/news.aspx?newsID=38861. (Από 11 Σεπτεμβρίου 2022).
Hot sweat, Shahr. 2022. Ανάλυση αντίστασης διόγκωσης νέων νανοτροποποιημένων κραμάτων αντιδραστήρων. AZoNano, πρόσβαση στις 11 Σεπτεμβρίου 2022, https://www.azonano.com/news.aspx?newsID=38861.
Σε αυτήν τη συνέντευξη, ο AZoNano συζητά την ανάπτυξη μιας νέας οπτικής νανοοδήγησης στερεάς κατάστασης που τροφοδοτείται με φως.
Σε αυτήν τη συνέντευξη, συζητάμε τα μελάνια νανοσωματιδίων για την παραγωγή φθηνών, εκτυπώσιμων ηλιακών κυψελών περοβσκίτη, τα οποία μπορούν να βοηθήσουν στην διευκόλυνση της τεχνολογικής μετάβασης σε εμπορικά βιώσιμες συσκευές περοβσκίτη.
Μιλάμε με τους ερευνητές πίσω από τις τελευταίες εξελίξεις στην έρευνα για το γραφένιο hBN, οι οποίες θα μπορούσαν να οδηγήσουν στην ανάπτυξη ηλεκτρονικών και κβαντικών συσκευών επόμενης γενιάς.
Filmetrics R54 Προηγμένο εργαλείο χαρτογράφησης αντίστασης φύλλου για πλακίδια ημιαγωγών και σύνθετων υλικών.
Το Filmetrics F40 μετατρέπει το επιτραπέζιο μικροσκόπιο σας σε εργαλείο μέτρησης πάχους και δείκτη διάθλασης.
Το NL-UHV από την Nikalyte είναι ένα υπερσύγχρονο εργαλείο για τη δημιουργία νανοσωματιδίων σε εξαιρετικά υψηλό κενό και την εναπόθεσή τους σε δείγματα για τον σχηματισμό λειτουργικοποιημένων επιφανειών.