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Journal of Nuclear Materials의 사전 입증된 연구에서 나노 크기의 NbC 석출물(ARES-6)이 고르게 분포된 새로 제작된 오스테나이트계 스테인리스강과 기존의 316 스테인리스강이 중이온 조사 하에서 검사되었습니다.ARES-6의 이점을 비교하기 위한 붓기 후 행동.
연구: 중이온 조사 하에서 균일하게 분포된 나노스케일 NbC 석출물을 갖는 오스테나이트계 스테인리스 강의 내팽윤성.이미지 크레디트: Parilov/Shutterstock.com
오스테나이트계 스테인리스강(SS)은 일반적으로 높은 복사 플럭스에 노출되는 현대식 경수로에서 가공된 내부 부품으로 사용됩니다.
중성자 포획 시 오스테나이트계 스테인리스 강의 형태 변화는 방사선 경화 및 열분해와 같은 물리적 매개변수에 악영향을 미칩니다.변형 주기, 다공성 및 여기(excitation)는 오스테나이트계 스테인리스강에서 일반적으로 발견되는 방사선 유도 미세구조 변화의 예입니다.
또한 오스테나이트계 스테인리스강은 방사선 유도 진공 팽창의 영향을 받아 원자로 노심 구성 요소가 치명적으로 파괴될 수 있습니다.따라서 더 긴 수명과 더 높은 생산성을 갖춘 현대식 원자로의 혁신은 더 많은 방사선을 견딜 수 있는 복잡한 어셈블리를 사용해야 합니다.
1970년대 초부터 방사성 물질 개발을 위한 많은 방법들이 제안되었다.복사 효율을 향상시키기 위한 노력의 일환으로 진공 팽창 탄성의 주요 측면에 대한 역할이 연구되었습니다.그러나 그렇더라도 고니켈 오스테나이트 스테인리스강은 헬륨 방울 변형으로 인해 복사 취성에 매우 취약하기 때문에 저오스테나이트 스테인리스강은 부식 조건에서 적절한 부식 보호를 보장할 수 없습니다.합금 구성을 조정하여 방사선 효율을 개선하는 데에도 몇 가지 제한 사항이 있습니다.
또 다른 접근법은 지점 파괴에 대한 배수 지점 역할을 할 수 있는 다양한 미세 구조적 특징을 포함하는 것입니다.싱크는 방사선 유도 고유 결함의 흡수에 기여할 수 있으며 공석과 틈의 그룹화에 의해 생성된 구멍 및 변위 원의 형성을 지연시킬 수 있습니다.
방사선 효율을 향상시킬 수 있는 흡수체로서 수많은 전위, 작은 침전물 및 입상 구조가 제안되었습니다.동적 속도 개념 설계와 여러 관측 연구를 통해 공극 확장을 억제하고 방사선으로 인한 구성 요소 분리를 줄이는 데 있어서 이러한 미세 구조적 특징의 이점이 밝혀졌습니다.그러나 간극은 방사선의 영향으로 점차 치유되며 배수 지점의 기능을 충분히 수행하지 못합니다.
연구원들은 최근 ARES-6으로 명명된 산업용 철강 제조 공정을 사용하여 매트릭스에 균일하게 분산된 비슷한 비율의 나노 니오븀 카바이드 석출물을 가진 오스테나이트 스테인리스 강을 생산했습니다.
대부분의 침전물은 방사선 고유 결함에 대해 충분한 싱크 사이트를 제공하여 ARES-6 합금의 방사선 효율을 증가시킬 것으로 예상됩니다.그러나 니오븀 카바이드의 미세한 침전물의 존재는 프레임워크를 기반으로 예상되는 내방사선 특성을 제공하지 않습니다.
따라서 이 연구의 목적은 팽창 저항에 대한 작은 니오븀 카바이드의 긍정적인 효과를 테스트하는 것이었습니다.중이온 폭격 동안 나노스케일 병원균의 수명과 관련된 선량률 효과도 조사되었습니다.
갭의 증가를 조사하기 위해 니오븀 나노카바이드가 균일하게 분산된 새로 생산된 ARES-6 합금이 산업용 강철을 여기시키고 5 MeV 니켈 이온으로 충격을 가했습니다.다음 결론은 팽윤 측정, 나노미터 전자 현미경 미세 구조 연구 및 낙하 강도 계산을 기반으로 합니다.
ARES-6P의 미세 구조적 특성 중 고농도의 탄화나노니오븀 석출물이 팽윤 동안 증가된 탄성의 가장 중요한 원인이지만 고농도의 니켈도 역할을 합니다.변위 빈도가 높은 ARES-6HR은 ARES-6SA에 필적하는 팽창을 나타냈으며, 이는 탱크 구조의 증가된 강도에도 불구하고 ARES-6HR의 변위만으로는 효과적인 배수 장소를 제공할 수 없음을 시사합니다.
중이온으로 충격을 가한 후, 니오븀 카바이드 침전물의 나노스케일 준결정 특성이 파괴됩니다.그 결과, 본 연구에 사용된 중이온 폭격 설비를 사용할 경우, 미조사 시료에 존재하던 대부분의 기존 병원균이 점차적으로 매트릭스 내에서 소멸되었다.
ARES-6P의 배수 용량은 316 스테인리스 강판의 3배로 예상되지만 측정된 팽창 증가는 약 7배입니다.
빛에 노출 시 니오븀 나노카바이드 침전물의 용해는 ARES-6P의 예상 팽창 저항성과 실제 팽창 저항 사이의 큰 불일치를 설명합니다.그러나 나노니오븀 카바이드 결정체는 더 낮은 선량률에서 더 내구성이 있을 것으로 예상되며 ARES-6P의 팽창 탄성은 향후 정상적인 원자력 발전소 조건에서 크게 향상될 것입니다.
신정호, 공병훈, 정찬호, 엄현주, 장찬호, 노알무사 (2022). 신정호, 공병훈, 정찬호, 엄현주, 장찬호, 노알무사 (2022). 신정호, 공학사, 전경, 엄현주, 장경, 노무사 (2022). 신정호, 공학사, 정찬호, 엄현주, 장찬호, & AlMousa, N. (2022)。 신정호, 공학사, 정찬호, 엄현주, 장찬호, & AlMousa, N. (2022)。 신정호, 공학사, 전경, 엄현주, 장경, 노무사 (2022).나노 크기의 NbC가 고르게 분포된 오스테나이트계 스테인리스강의 내팽윤성은 중이온 조사 하에서 석출됩니다.핵 물질 저널.이용 가능: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022311522001714?via%3Dihub.
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Shahir는 Islamabad Institute of Space Technology의 항공우주 공학부를 졸업했습니다.그는 항공 우주 기기 및 센서, 전산 역학, 항공 우주 구조 및 재료, 최적화 기술, 로봇 공학 및 청정 에너지에 대한 광범위한 연구를 수행했습니다.작년에 그는 항공 우주 공학 분야에서 프리랜서 컨설턴트로 일했습니다.테크니컬 라이팅은 항상 Shahir의 장점이었습니다.국제 대회에서 상을 받든, 지역 작문 대회에서 우승하든, 그는 탁월합니다.Shahir는 자동차를 좋아합니다.Formula 1 경주와 자동차 뉴스 읽기에서 카트 경주에 이르기까지 그의 삶은 자동차와 관련이 있습니다.그는 자신의 스포츠에 열정적이며 항상 시간을 내려고 노력합니다.스쿼시, 축구, 크리켓, 테니스, 레이싱은 그가 시간을 보내는 것을 즐기는 취미입니다.
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뜨거운 땀, 샤르.2022. 새로운 원자로 나노개질 합금의 팽윤 저항 분석.AZoNano, 2022년 9월 11일 액세스, https://www.azonano.com/news.aspx?newsID=38861.
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