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जर्नल ऑफ न्यूक्लियर मैटेरियल्स में एक पूर्व-प्रदर्शित अध्ययन में, समान रूप से वितरित नैनोसाइज्ड एनबीसी अवक्षेप (एआरईएस-6) और पारंपरिक 316 स्टेनलेस स्टील के साथ ताजा निर्मित ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील की भारी आयन विकिरण के तहत जांच की गई।ARES-6 के लाभों की तुलना करने के लिए सूजन के बाद का व्यवहार।
अध्ययन: समान रूप से वितरित नैनोस्केल एनबीसी के साथ ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील का सूजन प्रतिरोध भारी आयन विकिरण के तहत अवक्षेपित होता है।छवि क्रेडिट: Parilov/Shutterstock.com
ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील्स (एसएस) का उपयोग आमतौर पर आधुनिक प्रकाश जल रिएक्टरों में निर्मित आंतरिक घटकों के रूप में किया जाता है जहां वे उच्च विकिरण प्रवाह के संपर्क में आते हैं।
न्यूट्रॉन कैप्चर पर ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील्स की आकृति विज्ञान में परिवर्तन विकिरण सख्त और थर्मल अपघटन जैसे भौतिक मापदंडों पर प्रतिकूल प्रभाव डालता है।विरूपण चक्र, सरंध्रता और उत्तेजना विकिरण-प्रेरित माइक्रोस्ट्रक्चर विकास के उदाहरण हैं जो आमतौर पर ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील्स में पाए जाते हैं।
इसके अलावा, ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील विकिरण-प्रेरित वैक्यूम विस्तार के अधीन है, जिससे रिएक्टर कोर घटकों का संभावित घातक विनाश हो सकता है।इस प्रकार, लंबे जीवन और उच्च उत्पादकता वाले आधुनिक परमाणु रिएक्टरों में नवाचारों के लिए जटिल असेंबलियों के उपयोग की आवश्यकता होती है जो अधिक विकिरण का सामना कर सकें।
1970 के दशक की शुरुआत से, रेडियोधर्मी सामग्रियों के विकास के लिए कई तरीके प्रस्तावित किए गए हैं।विकिरण दक्षता में सुधार के प्रयासों के हिस्से के रूप में, वैक्यूम विस्तार लोच के मुख्य पहलुओं की भूमिका का अध्ययन किया गया है।लेकिन फिर भी, क्योंकि उच्च निकल ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील हीलियम बूंद विरूपण के कारण विकिरण उत्सर्जन के प्रति अतिसंवेदनशील होते हैं, कम ऑस्टेनाइट स्टेनलेस स्टील संक्षारक परिस्थितियों में पर्याप्त संक्षारण सुरक्षा की गारंटी नहीं दे सकते हैं।मिश्र धातु विन्यास को ट्यून करके विकिरण दक्षता में सुधार करने की कुछ सीमाएँ भी हैं।
एक अन्य दृष्टिकोण विभिन्न सूक्ष्म संरचनात्मक विशेषताओं को शामिल करना है जो बिंदु विफलताओं के लिए जल निकासी बिंदु के रूप में कार्य कर सकते हैं।सिंक विकिरण-प्रेरित आंतरिक दोषों के अवशोषण में योगदान कर सकता है, रिक्तियों और अंतरालों के समूहन द्वारा बनाए गए छिद्रों और विस्थापन मंडलों के निर्माण में देरी कर सकता है।
कई अव्यवस्थाओं, छोटे अवक्षेपों और दानेदार संरचनाओं को अवशोषक के रूप में प्रस्तावित किया गया है जो विकिरण दक्षता में सुधार कर सकते हैं।गतिशील वेग वैचारिक डिजाइन और कई अवलोकन संबंधी अध्ययनों ने शून्य विस्तार को दबाने और विकिरण-प्रेरित घटक पृथक्करण को कम करने में इन सूक्ष्म संरचनात्मक विशेषताओं के लाभों का खुलासा किया है।हालाँकि, विकिरण के प्रभाव में अंतराल धीरे-धीरे ठीक हो जाता है और जल निकासी बिंदु का कार्य पूरी तरह से नहीं करता है।
शोधकर्ताओं ने हाल ही में एक औद्योगिक स्टील निर्माण प्रक्रिया का उपयोग करके मैट्रिक्स में समान रूप से बिखरे हुए नैनो-नाइओबियम कार्बाइड अवक्षेप के तुलनीय अनुपात के साथ ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील का उत्पादन किया, जिसे बाद में ARES-6 नाम दिया गया।
अधिकांश अवक्षेपों से विकिरण आंतरिक दोषों के लिए पर्याप्त सिंक साइट प्रदान करने की उम्मीद की जाती है, जिससे ARES-6 मिश्र धातुओं की विकिरण दक्षता बढ़ जाती है।हालाँकि, नाइओबियम कार्बाइड के सूक्ष्म अवक्षेपों की उपस्थिति रूपरेखा के आधार पर विकिरण प्रतिरोध के अपेक्षित गुण प्रदान नहीं करती है।
इसलिए, इस अध्ययन का उद्देश्य विस्तार प्रतिरोध पर छोटे नाइओबियम कार्बाइड के सकारात्मक प्रभाव का परीक्षण करना था।भारी आयन बमबारी के दौरान नैनोस्केल रोगजनकों की लंबी उम्र से संबंधित खुराक दर प्रभावों की भी जांच की गई है।
अंतर में वृद्धि की जांच करने के लिए, समान रूप से फैले हुए नाइओबियम नैनोकार्बाइड के साथ एक नव निर्मित ARES-6 मिश्र धातु ने औद्योगिक स्टील को उत्तेजित किया और उस पर 5 MeV निकल आयनों की बमबारी की।निम्नलिखित निष्कर्ष सूजन माप, नैनोमीटर इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी माइक्रोस्ट्रक्चर अध्ययन और ड्रॉप ताकत गणना पर आधारित हैं।
ARES-6P के सूक्ष्म संरचनात्मक गुणों में, नैनोनीओबियम कार्बाइड अवक्षेप की उच्च सांद्रता सूजन के दौरान बढ़ी हुई लोच का सबसे महत्वपूर्ण कारण है, हालांकि निकल की उच्च सांद्रता भी एक भूमिका निभाती है।विस्थापन की उच्च आवृत्ति को देखते हुए, ARES-6HR ने ARES-6SA के तुलनीय विस्तार का प्रदर्शन किया, यह सुझाव देते हुए कि, टैंक संरचना की बढ़ी हुई ताकत के बावजूद, अकेले ARES-6HR में विस्थापन एक प्रभावी जल निकासी साइट प्रदान नहीं कर सकता है।
भारी आयनों के साथ बमबारी के बाद, नाइओबियम कार्बाइड के अवक्षेपों की नैनोस्केल अर्ध-क्रिस्टलीय प्रकृति नष्ट हो जाती है।परिणामस्वरूप, इस कार्य में प्रयुक्त भारी आयन बमबारी सुविधा का उपयोग करते समय, गैर-विकिरणित नमूनों में पहले से मौजूद अधिकांश रोगजनक धीरे-धीरे मैट्रिक्स में नष्ट हो गए।
हालाँकि ARES-6P की जल निकासी क्षमता 316 स्टेनलेस स्टील प्लेट की तुलना में तीन गुना होने की उम्मीद है, विस्तार में मापी गई वृद्धि लगभग सात गुना है।
प्रकाश के संपर्क में आने पर नाइओबियम नैनोकार्बाइड के अवक्षेपों का विघटन ARES-6P के अपेक्षित और वास्तविक सूजन प्रतिरोध के बीच बड़ी विसंगति को स्पष्ट करता है।हालाँकि, नैनोनिओबियम कार्बाइड क्रिस्टलीय कम खुराक दरों पर अधिक टिकाऊ होने की उम्मीद है, और भविष्य में सामान्य परमाणु ऊर्जा संयंत्र स्थितियों के तहत ARES-6P की विस्तार लोच में काफी सुधार होगा।
शिन, जेएच, कोंग, बीएस, जियोंग, सी., ईओएम, एचजे, जंग, सी., और अलमौसा, एन. (2022)। शिन, जेएच, कोंग, बीएस, जियोंग, सी., ईओएम, एचजे, जंग, सी., और अलमौसा, एन. (2022)। शिन, जेएच, कोंग, बीएस, चोन, के., ईओएम, एचजे, जंग, के., और अल-मूसा, एन. (2022)। शिन, जेएच, कोंग, बीएस, जियोंग, सी., ईओएम, एचजे, जांग, सी., और अलमोसा, एन. (2022)。 शिन, जेएच, कोंग, बीएस, जियोंग, सी., ईओएम, एचजे, जांग, सी., और अलमोसा, एन. (2022)。 शिन, जेएच, कोंग, बीएस, चोन, के., ईओएम, एचजे, जंग, के., और अल-मूसा, एन. (2022)।समान रूप से वितरित नैनोसाइज्ड एनबीसी के साथ ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील का सूजन प्रतिरोध भारी आयनों के विकिरण के तहत अवक्षेपित होता है।परमाणु सामग्री जर्नल.यहां उपलब्ध है: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022311522001714?via%3Dihub।
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शाहिर ने इस्लामाबाद इंस्टीट्यूट ऑफ स्पेस टेक्नोलॉजी के एयरोस्पेस इंजीनियरिंग संकाय से स्नातक किया।उन्होंने एयरोस्पेस उपकरणों और सेंसर, कम्प्यूटेशनल गतिशीलता, एयरोस्पेस संरचनाओं और सामग्रियों, अनुकूलन तकनीकों, रोबोटिक्स और स्वच्छ ऊर्जा में व्यापक शोध किया है।पिछले साल उन्होंने एयरोस्पेस इंजीनियरिंग के क्षेत्र में फ्रीलांस सलाहकार के रूप में काम किया।तकनीकी लेखन हमेशा से शाहिर की विशेषता रही है।चाहे वह अंतरराष्ट्रीय प्रतियोगिताओं में पुरस्कार जीतें या स्थानीय लेखन प्रतियोगिताएं जीतें, वह उत्कृष्ट प्रदर्शन करता है।शाहिर को कारें बहुत पसंद हैं.फॉर्मूला 1 रेसिंग और ऑटोमोटिव समाचार पढ़ने से लेकर कार्ट रेसिंग तक, उनका जीवन कारों के इर्द-गिर्द घूमता है।वह अपने खेल के प्रति जुनूनी है और हमेशा इसके लिए समय निकालने की कोशिश करता है।स्क्वैश, फ़ुटबॉल, क्रिकेट, टेनिस और रेसिंग उनके शौक हैं जिनके साथ उन्हें समय बिताना अच्छा लगता है।
गर्म पसीना, शाहर।(22 मार्च 2022)।एक नए नैनोसंशोधित रिएक्टर मिश्र धातु के सूजन प्रतिरोध का विश्लेषण किया गया है।एज़ोनानो।11 सितंबर, 2022 को https://www.azonano.com/news.aspx?newsID=38861 से लिया गया।
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गर्म पसीना, शाहर।2022. नए रिएक्टर नैनोसंशोधित मिश्र धातुओं का सूजन प्रतिरोध विश्लेषण।AZoNano, 11 सितंबर 2022 को एक्सेस किया गया, https://www.azonano.com/news.aspx?newsID=38861।
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