S nanokeramikou ke světlým zítřkům využití jádra  
Že se ocel stává křehkou, když se polije tekutým dusíkem, ví už hodně z nás, bohužel i zloději aut. Méně známo je, že ocel křehne i po vystavení radiaci. V takovém případě se ale nestává "zranitelnou" jen v podchlazeném stavu, ale i za pokojové teploty. Právě to, spolu s demagogií aktivistů, jsou komplikace, které brání dalšímu rozmachu jaderné energetiky. Fyzikům se nejspíš jeden z těch problémů nyní podařilo eliminovat.
Pohled do laboratoře, kde odolnost keramické vrstvy vůči radiaci, testují. Kredit: University of Wisconsin-Madison.
Pohled do laboratoře, kde odolnost keramické vrstvy vůči radiaci, testují. Kredit: University of Wisconsin-Madison.

Radiační křehnutí, jak se správně tvorbě prasklinek v oceli působením radiace říká, zkracuje život například reaktorovým tlakovým nádobám. Ty a spousta dalších součástek, se často pro její jiné dobré vlastnosti, vyrábějí z  nízkouhlíkové nízkolegované oceli. Pro tu bohužel platí, že čím více záření, tím kratší životnost, respektive větší riziko, že někde něco praskne, ulomí se a upadne. Což v aktivní zóně je vždy velký problém.

 

Alexander Mairov, spoluautor objevu vlastností nanokeramické vrstvy z Al2O3. Kredit: University of Wisconsin-Madison, USA
Alexander Mairov, spoluautor objevu vlastností nanokeramické vrstvy z Al2O3. Kredit: University of Wisconsin-Madison, USA

Tým složený z italských, amerických a francouzských vědců nyní v časopisu Scientific Reports informuje, že se jim podařilo najít materiál, který nejen že odolává drsnému prostředí, ale   radiace mu prospívá a činí ho odolnějším vůči korozi. Oceli, na kterou je nanesen, zvyšuje odolnost proti lomu. To vše jsou vlastnosti, které jsou pro příští generace jaderných systémů velmi žádoucí a mohly by přispět k razantnímu zefektivnění výroby energie.

 

I dnes se k chlazení primárních obvodů tradičně používá voda. Absorbuje a odvádí teplo vznikající v reaktorech štěpnou reakcí. Voda je k materiálům v nichž koluje, šetrná ale pokud chceme, aby zařízení dosahovalo vyšší účinnosti, je potřeba pracovat s vyššími teplotami a materiálem lépe převádějící teplo. Pro teploty nad 400 °C se voda moc nehodí. Vhodnější jsou  roztavené soli a tekuté kovy jako sodík, olovo s bismutem nebo lithiem.  Takové řešení ale s sebou nese právě ony zmíněné komplikace s požadavkem na vyšší pevnost materiálů v aktivní zóně a hlavně jejich odolnost vůči korozi.

Série snímků tenké povrchové vrstvy tvořeného oxidem hlinitým v jeho nano-formě. V amorfním materiálu se účinkem radiace tvoří  nejprve malé nanokrystalky, které se zvětšují až postupně zacelí prasklinky v podkladovém materiálu. (Kredit:  García Ferré, Center for Nano Science and Technology, 2016)
Série snímků tenké povrchové vrstvy tvořené oxidem hlinitým v jeho nano-formě. V amorfním materiálu se účinkem radiace tvoří nejprve malé nanokrystalky, které se zvětšují až postupně zacelí prasklinky v podkladovém materiálu. (Kredit: García Ferré, Center for Nano Science and Technology, 2016)

 

Vyřešit problém koroze pomocí keramických materiálů se snažilo už hodně týmů. Vždy se ale zatím ukázalo, že jsou tyto materiály příliš křehké. A když se konstruktéři snažili udělat z keramické vrstvy jen tenký povlak na kovovém podkladu, narazili na rozdílnou roztažnost obou materiálů. Na přechodové vrstvě pak dochází k něčemu, čemu se dá říci, že jeden táhne hot a druhý čehý.

 

Kumar Sridharan, profesor na University of Wisconsin, který se touto problematikou zabývá už dlouho, přetrvávající patovou situaci komentoval slovy: "Koroze je povrchový jev a když se najde vhodná povrchová úprava, bude po problému.“

Fabio Di Fonzo, italský technolog z Center for Nano Science and Technology, PoliMi, Istituto Italiano di Tecnologia, Via Pascoli 70/3, 20133 Milano (MI), Italia
Fabio Di Fonzo, italský technolog z Center for Nano Science and Technology, PoliMi, Istituto Italiano di Tecnologia, Via Pascoli 70/3, 20133 Milano (MI), Italia

 

Jenže udělat trvanlivý povrch na materiálech vhodných pro atomový reaktor, není jen tak. Kromě odolnosti vůči korozi musí mít „nátěr“ patřičnou plasticitu a ještě k tomu ho nesmí rozhodit ani vysoké dávky radiace. Teď se zdá, že se Sridharanovi s jeho italskými spolupracovníky z Istituto Italiano di Tecnologia (IIT) v italském Miláně, Američany z Madisonu a Francouzi z Université Paris Saclay, látku s tak nesourodými vlastnostmi, podařilo najít. Vhodný povlak, který se hodí k ochraně ocelových materiálů určených pro aktivní zónu reaktorů, je paradoxně obyčejný oxid hlinitý. Když se z Al2O3 udělá nanokeramický povlak, nejen, že odolá teplotě tekutých kovů používaných v moderních reaktorech ale neuškodí mu ani radiace, ba naopak!

 

Zatímco většina materiálů při vystavení záření má tendenci tvořit trhlinky, oxid hlinitý ze záření profituje. Musí se ale na ocel nanést jen ve zhruba mikrometr silné vrstvě a to technikou zvanou pulzní laserová depozice. Když se pak taková „ochranná fólie“ připomínající svými vlastnostmi tak trochu plast, ozáří těžkými ionty, tak při teplotě 600 °C, což je běžné pracovní prostředí nových typů reaktorů, amorfní struktura se začne měnit na krystalickou. Výsledkem je vrstvička v níž vznikají nano-zrna. Čím je expozice záření vydatnější, tím jsou zrna větší. Rostoucí zrna mají tendenci vzniklé prohlubně překlenout a tím zacelují i vzniklé prasklinky. Důležité je, že se tím zvyšuje lomová houževnatost podkladové oceli. Dá se říci, že radiace, poněkud paradoxně, ošetřenému materiálu propůjčuje odolnost proti korozi, snižuje opotřebení a prodlužuje životnost součástek, což by mělo být bezpečnosti i rentabilitě provozu, ku prospěchu. Podle prvních ohlasů by objev měl najít uplatnění jak u stávajících lehkovodních reaktorů, tak při oplášťování paliva, a hlavně u čtvrté generace reaktorů, výhledově pak ve fúzním tokamaku.   

Literatura
García Ferré, F. et al. Radiation endurance in Al2O3 nanoceramics. Sci. Rep. 6, 33478; doi: 10.1038/srep33478 (2016).

Datum: 12.12.2016
Tisk článku

Energetika člověka - Weidner Gisela
Knihy.ABZ.cz
 
 
cena původní: 230 Kč
cena: 204 Kč
Energetika člověka
Weidner Gisela
Související články:

Čína hlásí nový fúzní rekord: V tokamaku drželi plazma 102 sekund!     Autor: Stanislav Mihulka (09.02.2016)
Pár úvah o elektroenergetice po pařížské klimatické konferenci     Autor: Vladimír Wagner (24.02.2016)
Fúzní megaprojekt nabral pětileté zpoždění     Autor: Stanislav Mihulka (20.06.2016)
První reaktor III+ generace běží na plný výkon     Autor: Vladimír Wagner (28.10.2016)
Plovoucí jaderné elektrárny     Autor: Vladimír Wagner (30.11.2016)



Diskuze:

antikorozní ocel

Stanislav Florian,2016-12-14 10:33:40

Článek mluví o využití u např. nízkouhlíkaté a nízkolegované oceli tlakové nádoby a prasklinkách.
Píšu jako laik obecně bez úplného dohledání odkazů.
Tlaková nádoba VVER je asi 20 cm silná austentická ocel. Vydrží řadu výměn palivových článků. 1)Palivové články jsou svařované z antikorozní chromniklové oceli. Těsnost palivových článků je kontrolována velmi důsledně a rozhoduje v hlavní míře o úniku radiace. Také v množících reaktorech typu BN s chlazením sodíkem musí být uranové články. Pokrok BN reaktorů je od prvního roku 1960 velmi malý. Atomový reaktor sestrojil E.Fermi (1942) několik let po objevu štěpení uranu a v principu je využíván i dnes. Jinak řečeno v pokroku množících sodíkem chlazených reaktorů jsou závažné problémy, myslím hlavně převodem 238 U na štěpitelné , ale velmi toxické plutonium.
2)Kontejnment VVER-1000 má myslím 19 mm plášť z antikorozní oceli.
3) Jestliže je problém s tlakovou nádobou, proč není třeba s dilatační mezerou opláštěna antikorozní třeba 2 cm vrstvou, která má v prostředí větší radiace v článcích rozumné vlastnosti.

Odpovědět


Re: antikorozní ocel

Petr Kr,2016-12-14 17:14:25

Nevím, zda jsem to pochopil a zda odpovím dostatečně. Reaktorová nádoba má pochopitelně uvnitř nerezovou výstelku kvůli korozi. Ovšem těch 20 cm uhlíkaté oceli slouží k tomu, aby to vydrželo 200 atmosfér a to za teplot od pokojové až do cca 350°C. A tato ocel obsahuje atomy dalších kovů (snad hlavní problém je Cu), které po srážce s rychlými neutrony vypadávají z krystalické mřížky a ocel tak časem křehne. Řešení existuje. Celé to po čase znovu vyžíhat.
Netěsnosti u vlastních palivových článků vznikají a je s nimi počítáno. Nejde zde ale o únik radiace, ale radionuklidů, které se dostanou do chladiva a ozařují to v celém primárním okruhu. Pochopitelně se pak mohou dostat přes parogenerátor nebo jinudy ven a to už je jiná písnička.

Odpovědět


Re: Re: antikorozní ocel

Stanislav Florian,2016-12-14 21:43:22

Díky. Kdyby se chápalo a odpovídalo vždy dostatečně, tak je po diskuzi. Mně to inspirovalo k vyhledání podrobností.
http://www1.fs.cvut.cz/stretech/2011/sbornik/37.pdf
"Tlaková nádoba reaktoru
Reaktorová nádoba má válcový tvar s kulovitým víkem. Nádoba je vyrobena z kovaných prstenců, které jsou vzájemně svařeny v jeden celek. Reaktor je tvořen dvěma částmi.
Dolní nádobou a víkem, které je odnímatelné...Nádoba je i s víkem vysoká 13 metrů. Její vnější průměr je 4,5 metru tloušťka stěny je 193 mm, tato stěna je dále potažena 7 mm vrstvou nerezové oceli . Nádoba je vyrobena z vysoce kvalitní nízkolegované chrom-nikl-molybden-vanadové oceli. Byla vyrobena ve firmě Škoda JS Plzeň speciálními technologiemi, které odolnost materiálu. "
Když se dá šrouby přimontovat odnímatelné víko, myslel jsem, že by se po usazení dal VNĚJŠÍ pášť třeba z více částí z antikorozní oceli. Tím by vznikl prostor opro odčerpání radioaktivních úniků z prasklinek z meziprostoru.
Nanovrstva je hezká věc, ale poškodit jí může cokoli, když to přeženu, tak škrábanec zaprášenou rukavicí.

Odpovědět


Re: Re: Re: antikorozní ocel

Petr Kr,2016-12-15 10:29:24

Nevím, zda neřešíte jinou věc, než která je zásadní. Nejde ani tak o vznik trhlinek a tím únik aktivit. Jde o pevnost! Trhlinka se šíří a hrozí destrukce materiálu. Navíc křehký lom vede k tomu, že při nízké teplotě se pevnost snižuje a to prudce dolů při určité teplotě a tato teplota se posunuje u nádoby reaktoru stále výše. Hitlerovi praskaly u tanků pásy, protože to vyráběli z jiné oceli než rusové. Při mrazech praskají kolejnice atd.
Je potřeba tedy zamezit šíření trhliny a to se asi při "nástřiku Al2O3 asi děje "zacelením". Dále je dobré snížit dávky záření na nádobu a vyrobit ji z materiálu odolného radiaci, ale i tlaku a šokům(!), tedy "pružnou". A to asi nerez není. Nejsem materiálník, ale nás učili, že to je vyzkoušené a je to proto takto. "Slupky" nerezové oceli by musely být asi v mezivrstvách tlakovány na klesající tlak směrem ven. Nerez možná radiací křehne rychleji apod.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: antikorozní ocel

Stanislav Florian,2016-12-15 19:04:58

http://technet.idnes.cz/jak-funguje-temelin-byli-jsme-primo-v-srdci-reaktoru-f9n-/tec_reportaze.aspx?c=A070417_135542_tec_technika_rja
"Nádoba a celý primární okruh jsou navrženy na tlak 17,6 MPa a při teplotě 350 °C (provozní tlak je 15,7 MPa při teplotách 290-320 °C)".
Když jsme dělali na rodinném domě ústřední topení tak měděné trubičky průměr 20 mm a 18 mm , stěny tak 2 mm silné byly svařovány elektricky tavenou PÁJKOU a zkoušeli to na 10 atmosfér. Takže 160 atmosfér odpovídá tak 32 mm měděné stěny trubky. A tlaková nádoba má 20 cm kované oceli, tedy opravdu hodně předimenzovaná na prasknutí tlakem. Kyslíkové tlakové lahve na svařování plamenem jsou na 150 atmosfér a odvalí ji podél dna jeden člověk.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: antikorozní ocel

Petr Kr,2016-12-15 20:56:46

Pane Florian, začínáte mi připadat jako šťoura a skrblík, který nechápe, že lano u výtahu musí být dimenzováno na desetinásobek nosnosti, který nechápe rozdíl mezi svařovaným prvkem a monolitem bez nehomogenit, kdo nedomyslí, že reaktorovou nádobu již nelze prostě vyměnit, který netuší, že provozní tlak a max. havarijně projektově zvládnutelný je někde jinde, který netuší, že malý průměr udrží velké tlaky lépe, ale se zvětšením průměru na 100x nelze se stejnou stěnou udržet stejný tlak a že 20x větší tlak není 20x tlustší stěna. (Opačný známý extrém je, že v mariánském příkopu by možná nebyla na dně zdeformována kulička o tloušťce stěny 2 mm, ale ponorka s 2 cm pláštěm ano.)
Potrubí páry z oceli už vyzkoušeli na teploty 600°C a oproti krátkodobému zkoušení a všem teoriím se při provozu v koleně potrubí roztrhlo a uvařilo nějakého toho zaměstnance. (Překvapení, že ocel "teče" a omezení teploty páry z kotlů!)
Další podstatný rozdíl je v tom, že nové věci vydrží daleko více než věci staré 60let. Prosím zkuste to potrubí u vás natlakovat za 30 či 50 let po několika cyklech náhřevu a natlakování, po 30letech chvění od běžících čerpadel a po 30 letech provozu s kyselinou uvnitř. Radiaci tam už nemusíte aplikovat.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: Re: antikorozní ocel

Stanislav Florian,2016-12-16 12:24:43

Tak jo. To nemá cenu. Pevnost materiálu je dána jeho vlastnostmi dovolená pevnost v tahu/tlaku je u oceli např 100-150 MPa
http://e-konstrukter.cz/prakticka-informace/hodnoty-mezi-pevnosti-kluzu-unavy-a-dovolenych-napeti-pro-ocel
Tlak je síla na jednotku plochy p = F/S. Pak síla F = p*S závisí na velikosti plochy. Tlak působí všemi směry rovnoměrně, čili na jednotku plochy stejně. Ve fyzice. Ne tak u Vás, kde tlak a pevnost závisí na velikosti plochy.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: antikorozní ocel

Petr Kr,2016-12-16 17:53:31

Slyšel jste už o tom, že pokud má trubka být tenká a pevná, nemůže mít sváry. Proto se dobří výrobci snaží vyrábět bezešvé trubky a to co největší průměry. Možná jste už také slyšel, že to byla jedna z hlavních předností reaktorů RBMK (Černobyl). Prostě to vlastně nemohlo v reaktoru prasknout, když to bylo chlazené trubkami s malým průměrem, a výrobu zvládli i v CCCP ba i v Indii.
Pak taky někdy praskají vodovody, parovody, plynovody a na F = p*S nějak neslyší. Teorie je krásná, fyzika jednoduchá a praxe komplikovaná. Tak ať je po vašem. Vodárny vás zaměstnají rády. Teoreticky totiž mají jejich potrubí stále stejnou pevnost, protože se jim nemění plocha trubky. Nebo se mýlím a fyzika zde nefunguje?

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: antikorozní ocel

Petr Kr,2016-12-16 18:57:00

Z katalogu výrobce trubek pro PN10:
DN 100 - tloušťka stěny 4 mm
DN 200 - tloušťka stěny 6,3 mm

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: antikorozní ocel

Stanislav Florian,2016-12-16 19:55:22

Aha, takže už nejde o zřejmý nesmysl, že pevnost v tlaku materiálu ( MPa), což je materiálová konstanta, závisí na ploše. Už jde o sváry a že bezešvá trubka typu Mannesmann je lepší jak svařovaná. To je objev. Nelze udělat bezešvou trubku průměru 4 m jako má tlaková nádoba, psal jsem, že je svařovaná. Už najednou nejde o nesmysl kuličkou "že v mariánském příkopu by možná nebyla na dně zdeformována kulička o tloušťce stěny 2 mm".

Batyskaf byl na dně 1960, aby kabina vydržela tlak 110 MPa ( 1 100 atmosfér a vydržela by více) , měla 12,7 cm tlusté stěny, hmotnost 13 tun.
https://cs.wikipedia.org/wiki/Batyskaf_Trieste

http://trubky.cz/prod_program.pdf
Tloušťka trubky bezešvé je t

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: antikorozní ocel

Stanislav Florian,2016-12-16 19:56:45

http://trubky.cz/prod_program.pdf
Tloušťka trubky bezešvé je t

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: antikorozní ocel

Stanislav Florian,2016-12-16 19:57:35

Tloušťka trubky bezešvé je t

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: antikorozní ocel

Petr Kr,2016-12-18 10:14:24

Děkuji za přesná čísla.
1. 12,7cm je méně než mnou uvedených 2,0 cm?
2. Na tvaru nezáleží? Proč to neudělali jako kvádr? Stačilo by pak 12,7 cm?
3. Proč to mělo zesílení v místech otvorů? Má reaktorová nádoba nějaké příruby?
4. ETE navržen prim. okruh na 17,6 MPa znamená, že to nemusí vydržet více? Proč se dělá tlaková zkouška na 17,6 MPa? Jde o pevnostní zkoušku nebo o těstnostní (těstnost je problém spojů, ne trubek)?
5."Nekonečnou" trubkou nesvařovanou jste tady zahájil oponenturu vy nebo já? Trubka pr.1cm a síla stěny 2mm vydrží více než 10 atm. a mohu ji podepřít co 2 m. Trubka pr. 1m a síla stěny 2 mm s opěrami po 2 m se po naplnění vodou začne bortit už jen váhou toho média. Po natlakování v místě většího pnutí by dle mne mohla prasknout. Mám špatné úvahy?
6. Trubka nahřívaná změnou teploty dilatuje a je tudíž namáhána i dalšími silami?
7. Je tlaková nádoba nekonečné potrubí bez nátrubků, opřená o dno? Působí zde jen tlak nebo jsou zde i teplotní pnutí?
8. Proč mají tlakové nádoby vypoulená dna? Tam je jiné F = P*S?

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: antikorozní ocel

Stanislav Florian,2016-12-21 18:52:40

Trubky z výroby podle mého odkazu
http://trubky.cz/prod_program.pdf
mají tloušťku asi 5% průměru. Trubka větší hmotnosti bývá delší, tedy jsou větší nároky na mechanické namáhání. Možnosti netěsností ve spojích a koroze, to jsou novinky, když nyní praskají v Praze vodovodní trubky hlavního řádu staré asi 130 let.
Než dumat nad tlakovou nádobou pro Vás bude jednodušší si nechat zmrznout vodu v plastovém kropáči, vyboulí se dno. Ne proto, že by tam byl jiný tlak, ale že dno u obruby svislých stěn je pevnější, stěny svislé mu pomáhají. Že nafouknutý míč je kulatý podle tlaku uvnitř se nikdo nediví. A nevím, co řešíte. Vaše 2 mm silná malá nádoba na dně Marianského příkopu je nesmysl. Otázky jste si položil, očekávám, že si na ně odpovíte sám, a bude pokoj.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: antikorozní ocel

Petr Kr,2016-12-21 19:31:44

Děkuji, že jste připustil mechanické síly a že ty "uklepnuté" mm opět zdůrazňujete, aby se ztratil smysl vět.

Odpovědět

Elox

Xavier Vomáčka,2016-12-14 10:05:13

Elox je zkrátka elox :)

Odpovědět


Re: Elox

Josef Hrncirik,2016-12-14 10:28:09

Sichr = sichr = elox na nerezu 15% Cr + 15% Ni + 2% Mo dle specifikace vzorků autory

Odpovědět

Takže ještě zbývá udělat jeden krok

Lvy Janáček,2016-12-13 10:50:18

A tím je eliminace aktivistů. Mám obavu, že to bude krok nejsložitější. :-)

Odpovědět


Re: Takže ještě zbývá udělat jeden krok

Jiří Kos,2016-12-13 11:39:45

Nanesl bych na ně silnou vrstvu něčeho. Čeho, to by bylo třeba teprve vyvinout.

Odpovědět


Re: Re: Takže ještě zbývá udělat jeden krok

Alexandr Kostka,2016-12-13 12:06:46

Rákoska byla vynalezena již poměrně dávno. Stačí přiměřeně aplikovat na každého ekoaktivistu, který jezdí autem na fosilní palivo, nebo si doma svítí elektřinou.

Odpovědět

Nanokeramika - povlakování s Al203

Vlastislav Výprachtický,2016-12-12 21:48:25

Zajistit stejnoměrný nános nanokeramiky bude dost obtížné. Pro jaderné reaktory typu 3+ a pokročilé bych navrhoval provést úpravu již při tavení speciální reaktorové oceli. Lze použít zcela nový doplňkový postup- jako je aplikace ultrazvuku pro uklidnění oceli,nebo využití gelů pro plazmovou dodatečnou tepelnou fixaci povrchu.

Odpovědět


Re: Nanokeramika - povlakování s Al203

Josef Hrncirik,2016-12-13 08:06:07

Napařil bych hlavně bateriový nanodiamant na Abrams.

Odpovědět


Re: Re: Nanokeramika - povlakování s Al203

Josef Hrncirik,2016-12-13 14:50:51

Tepelná roztažnost uvedené reaktorové austenické oceli je 17 ppm/deg, Al2O3 má 9
Povlak má izolovat kov od média především snad jako bariéra vnikání vodíků v ionizujícím prostředí do kovu.
Mohl by však funkčně (?+ ekonomicky) nahradit protikorozní zinkování např. u plechové krytiny či obalů či dílů?

Odpovědět


Re: Re: Re: Nanokeramika - povlakování s Al203

Josef Hrncirik,2016-12-20 21:59:41

V dipl. práci "T.Říha; Studium radiačního poškození nádoby reaktoru Dukovany" se provalilo, že 7 mm nerezu chrání 190 mm stěny feritické oceli Mn 0,6-1%; Cr 0,2-3; Ni
0,4-1,5; Mo 0,4-0,8; V 0-0,35; Do této stěny dorazí jen cca 1/10 toku neutronů opouštějících aktivní zónu (nezdá se mi ale, že by ztransmutovaly vodu; V této stěně zmizí cca 2/3 dopadajícího toku. Nezdá se mi, že by je voda výrazně nezpomalila pod 0,5 MeV. Během předpokládané životnosti nádoby cca 40 let 1m2 stěny projde až 5 molů n.
Působí defekty v mřížce kovu, ev. reakcemi (n;p) s 54Fe a 58Ni vzniká vodík zvyšující křehkost. Možná i do nerezu snadno difunduje při radiolýze vody. Difuzi vodíku (T) do kovu tokamaku má bránit dokonale kompaktní povlak Al2O3 či TiC nebo TiN. Určitě nemůže zastavit vzniku poruch či H2 v kovu, či ev. šíření trhliny. Podstatné je, že v reaktoru jsou neustále cca á kg vzorky materiálu nádoby s vrubem přes svar a, které se po vytažení podrobují zkoušce vrubové pevnosti při nižších teplotách, kdy lze narušení oceli snadno změřit. Podezřelou nádobu lze napravit pomalým cca týdenním žíháním do 400-500°C. To může vyřadit reaktor až na 1 rok z energetického provozu, ale bývá to po cca 10 letech běžné.
Fascinuje mě, že by v amorfním napařeném Al2O3 nebylo ohromné pnutí, ev. nevzniklo při jeho krystalizaci radiací.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Návrh reaktoru

Josef Hrncirik,2016-12-21 10:22:04

Návrh reaktoru by měl umožnit přítomnost dostatečné vrstvy moderátoru před stěnou tlakové nádoby, to však zvětšuje její rozměr a hmotnost (problémy s dopravením).
Proto je v našich reaktorech poměrně vysoké zatížení stěny n. To se zmenšuje při vyšším obohacení paliva blíže 5% příznivějším rozložením palivových proutků, systémem zavážení in-out ev. přítomností "uhořívajícího" Gd superabsorberu n ve vnějších proutcích. Cyklus obměny paliva se pak prodlužuje na 5 let.
Při práci za stále vyšších teplot nádoby (media), se kov méně porušuje (více samohojí tímto "žíháním").
Nová paliva (tablety budou asi nitridy a karbidy místo oxidů) mají větší hustotu a tepelné vodivosti i body tání pro první okamžiky ev. katastrofy).
To vše umožňuje větší využití nádoby a prodlužuje její životnost.
Mám pocit, že proutky či kazety jsou ze zirkonia, spíše než z nerezu, asi na ně Al2O3 nenanáší.

Odpovědět


Upřesnění

Petr Kr,2016-12-22 07:36:10

Nevím, zda 1/10 toku opouštějící AZ. Fakt ale je, že voda okolo AZ funguje jako reflektor, který vrátí velkou část unikajících neutronů zpět a ještě je zmoderuje (zpomalí). Pak tam je ta proklatá kyselina boritá, což je absorbátor neutronů. Takže proto asi jen 1/10. Pouze nepatrná část vodu transmutuje.
Spektrum neutronů má široké energetické pásmo (od 0 do "nekonečna") a zpomalení znamená, že se ten "průměr" posunuje níže. Takže se zase najde nějaký šílenec, který zapomněl vrazit do vodíku a trefil až železo. Pochopitelně je zde ale určitě několikařádový pokles výskytu těchto pomatenců. Asi se tak děje i přesto, že AZ je ještě v tzv. koši, což je další vrstva železa okolo ještě před stěnou tlakové nádoby.

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni




















Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace