ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Помощники урана и тория из "Атомная промышленность " Наряду с ураном и торием и их соединенпями в атомной промышленности широко применяют другие материалы. Большое значение имеют графит, бериллий, цирконий, бор, нержавеющая сталь, фтор, литий, висмут, кадмий, тяжелая вода и т. д. Производство этих материалов Давно освоено промышленностью. Однако применение их для производства атомной энергии предъявило к ним новые требования. [c.73] Эти матерпалы оцениваются не только с точки зрения тех функций, которые выполняют изготовленные из них элементы установок, но и с учетом их радиоактивных свойств и способности поглощать нейтроны. В качестве замедлителей нейтронов, т. е. веществ, уменьшающих энергию нейтронов ДО тепловой, чаще всего используют воду, тяжелую ВОДУ и графит. [c.73] Графит — одна из разновидностей углерода. Его внеш- яй вид всем хорошо знаком по сердечникам карандашей. Он отличается мягкостью и серебристо-серым или черным цветом. Богатые месторождения высокосортного графита в зарубежных странах имеются на островах Цейлон и Мадагаскар, в Австрии, ФРГ, Италии и других странах. [c.74] Может применяться также бериллий, до сих пор использовавшийся в промышленности для изготовления твердых инструментов, нружин и других деталей из бе-риллиевомедного сплава, и в светотехнике — для ламп дневного света. [c.74] Точка плавления бериллия 1280° С. Еще более высокую точку плавления имеет окись бериллия (2530° С), которую также можно использовать в реакторах. В качестве материалов для охлаждения ядерных реакторов юпользуют воду, тяжелую воду, различные газы и металлы, для управления работой реактора — бор и кадмий, для изготовления конструктивных элементов — нержавеющую сталь, алюминий, цирконий, бериллий. [c.74] Удовлетворительным конструктивным материалом для систем с водяным охлаячдением является алюминий, но ого нельзя применять, если в качестве теплоносителей 1Спользуют жидкие металлы, способные образовывать сплавы с алюминием. [c.74] Для ядерных реакторов, работающих с жидкометал-яичеокими теплоносителями, требуются натрий и висмут высокой чистоты. Интересно, что главная задача очистки висмута — удаление примеси такого металла, как серебро. В результате применения радикальных методов удалось уменьшить содержание серебра до трех миллионных долей разработаны способы удаления и других примесей. [c.74] Цирконий давно был облюбован специалистами для использования в ядерных реакторах, так как считалось, что он слабо поглощает тепловые нейтроны. Однако первая же попытка поместить детали из циркония в ядерный реактор надолго испортила карьеру этому металлу, ибо оказалось, что он более жаден к нейтронам, чем предполагалось. Лишь через некоторое время удалось установить, что в цирконии была примесь гафния— металла, который очень энергично захватывает нейтроны. Теперь перед применением в атомной иромышленности цирконий обязательно очищают рт гафния снижают его содержание до 0,01%. [c.75] Залежи руд циркония, который гораздо шире распространен в природе, чем, например, бериллий, имеются, по данным зарубежной печати, в США, Индии, Бразилии, Австралии, в ряде государств Африки. Производство циркония в США с 1947 по 1958 г. возросло в 3 тыс. раз. [c.75] Для применения в реакторе к чистому цирконию обычно добавляют небольшое количество олова, железа, никеля, хрома и получают сплав — циркаллой. Такое добавление увеличивает стойкость материала против коррозии в воде при очень высоких температурах и одновременно повышает его прочность. Б реакторах и других атомных установках из циркония делают конструктивные элементы, теплообменники, сосуды для реакций, клапаны, мешалки, лопасти вентиляторов. [c.75] а как же гафний, который помешал цирконию сразу же занять свое место среди реакторных материалов Оказывается, и он является весьма ценным металлом для атомной промышленности. Гафний, в иротивоноло-жность цирконию, активно поглощает тепловые нейтроны. [c.75] Гафний, обладая необычайной жадностью к захвату нейтронов, может применяться для контроля за реакцией и для поглощения избытка нейтронов. Он имеет на 400 С более высокую точку плавления, чем цирконий, обладает в два раза большей плотностью. Как й цирконий, гафний проявляет необычайную сопротивляемость кислотам, вызывающим коррозию, но разрушается под действием воздуха и других газов при повышенной температуре. Гафний можно применять там, где необходима стойкость циркония против коррозии и высокая температура для перехода из одного состояния в другое. [c.76] В последнее время внимание работников атомной промышленности все сильнее привлекает группа жаропрочных металлов, обладающих высокой точкой плавления. В числе металлов этой группы — молибден, вольфрам, тантал и особенно ниобий. Последний использовался лишь в небольших количествах для производства нержавеющей стали и сплавов цветных металлов. [c.76] Считалось, что запасы ииобиевой руды очень незначительны. Возросший интерес к ниобию стимулировал открытие в 1954 г. новых крупных запасов руды этого металла, и в настоящее время известные запасы этого металла в Африке, Канаде, Норвегии и в США оцениваются соответственно в 1270, 400, 500 и 53 тыс. т пятиокиси ниобия, что соответствует примерно 1,5 млн. тп металлического ниобия. [c.76] Ниобий рассматривается не только как материал для изготовления защитных оболочек блоков горючего, но и как легирующий элемент для урана. Добавление к урану около 15% ниобия значительно повышает его сопротивляемость коррозийному воздействию горячей воды, увеличивая таким образом безопасность работы реакторов, охлаждаемых водой под-давлением, таких, как реактор, установленный на американской подводной атомной лодке Наутилус . [c.77] Ниобий совместим с ураном, поэтому ояшдают, что он в равной степени будет совместим и с плутонием. Последнее обстоятельство очень важно, поскольку дальнейшее развитие ядерной энергетики будет во многом зависеть от последующей замены обогащенного уранового горючего плутонием. [c.77] В ряде стран изучаются возможности применения в атомной промышленности все новых элементов. К ним относится, например, искусственный элемент с порядковым номером 98 под названием калифорний, самый тя/келый из всех элементов, которые когда-либо удавалось сконцентрировать в достаточно большом количестве, позволяющем впдеть их и взвешивать. Калифорний мон ет оказаться очень полезным для изготовления атомного топлива. Один изотоп калифорния распадается частично в результате самопроизвольного деления, что делает этот элемент прекрасным источником полз чения нейтронов и средством для изучения ранее неизведанных тайн механизма деления. [c.77] В табл. 3 приведены данные о свойствах материалов, наиболее широко применяемых в атомных реакторах. Среди других в таблице указывается и такой важный материал, как тяжелая вода, о методах получения которой будет рассказано в главе, посвященной описанию производства термоядерного горючего. [c.77] Вернуться к основной статье