ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы ЦВЕТНЫЕ МЕТАЛЛЫ И СПЛАВЫ XXVI. Легкие металлы и их сплавы из "Металловедение " Металлы, из которых изготовлены реакторы, подвергаются Облучению различными элементарными частицами, образующимися при работе реактора. Эти частицы, особенно быстрые нейтроны, глубоко проникают внутрь металла и вызывают остаточное изменение его свойств. [c.556] Изменение свойств обусловлено тем, что внедряющиеся в кристаллическую решетку элементарные частицы, особенно нейтроны, не имеющие электрического заряда и поэтому электрически не взаимодействующие с электронами и протонами, выбивают из регулярных мест в решетке атомы, которые в свою очередь могут выбивать попадающиеся на пути другие атомы. Теория показывает, что один нейтрон может вывести из равновесного состояния при номош,и выбитых атомов до 300 атомов в алюминии. Такие сильные нарушения в кристаллической решетке создают в ней дефектные места. [c.556] Кроме того, дефекты возникают в результате образования термических пиков. Дело в том что часть энергии нейтронов затрачивается на возбуждение упругих колебаний отдельных групп атомов. Это соответствует как бы резкому возрастанию температуры в небольшом объеме. Вслед за локальным увеличением температуры происходит быстрое рассеяние тепла (посредством теплопроводности) и металл в этом месте получает закалку, сопровождающуюся сильными остаточными искажениями решетки. [c.556] Образование таких дефектов затрудняет перемещение дислокаций и упрочняет металл. В общем по влиянию на свойства металла ядерное облучение похоже на наклеп. [c.556] ядерное облучение, увеличивая прочность простых сталей в 1,5—2 раза, примерно в такой же степени уменьшает пластичность и вязкость. Эффект ядерного упрочнения металла, подвергнутого предварительно обычным методам упрочнения (наклепу, закалке), меньше, чем в случае неупрочненного, стоженного металла. С повышением температуры эффект ядерного облучения уменьшается и при температурах выше порога рекристаллизации он практически отсутствует. [c.557] Необходимо иметь в виду, что при облучении могут появиться атомы новых элементов в результате деления или захвата нейтрона ядром атома основного металла. При длительном облучении чистый металл может превратиться в сплав вследствие превращения некоторого числа его атомов в другие элементы. [c.557] Наконец, в результате нейтронного облучения металл становится радиоактивным и опасным для здоровья человека. [c.557] Строительство атомных электростанций, атомных кораблей требует самых разнообразных материалов конструкционных сталей, нержавеющих и жаропрочных сталей и сплавов, цветных металлов и других металлических материалов. Но атомная техника предъявила к материалам, используемым для изготовления некоторых деталей, особые требования, не встречающиеся в других отраслях техники. В данном случае речь идет в первую очередь о такой важнейшей характеристике, как способность ядра атома поглощать тепловые нейтроны (нейтроны с низкой энергией). Для атомной техники требуются материалы и с высокой способностью к поглощению нейтронов , и с ма-лон . Способность разных металлов поглощать нейтроны колеблется в очень широких пределах (табл. 114). [c.557] Защита от нейтронного облучення будет осущестиляться наиболее эффективно экранами, изготовленными с. применением элементов, расположенных в правой стороне табл. 114. Металлы, расположенные в левой части таблицы, можно использовать как конструкционные материалы для реакторов. [c.558] Для последней цели магний и алюминий из-за низкой температур ) плавления иногда оказываются неподходящими, и в этом случае для атомной энергетики используют бериллий и цирконий. [c.558] Технический бериллий представляет собой хрупкий металл с прочностью около 30 кгс/мм и удлинением 1—2%. Его пиякая пластичность может быть обусловлена недостаточной чистотой, так как этот металл особенно чунстни-телен к загрязнениям. Коррозионная стойкость бериллия высокая. О бериллии как конструкционном материале будет сказано дальше. [c.558] Ввиду малой величины эффективного захвата тепловых нейтронов, высокой температуры плавления и высокой коррозионной стойкости бериллий можно применять для плакировки стержней ядерного горючего, однак о чрезвычайно высокая стоимость бериллия ограничивает его использованне. Для этой цели в настоящее время успешно применяют более дешевый металл — цирконий . [c.558] Цирконий находит также применение, как поглотитель газов (геттер), в хирургии и в металлургии (легирующая нрисадка, раскислитель). [c.559] Теплоносители. Для активного теплообмена в ядерных реакторах применяют металлические теплоносители, имеющие более высокую теплопронодиость, чем вода или газы. В качестве теплоносителей следует применять металлы с низкой температурой плавления. В зависимости от принципа действия реактора в качестве теплоносителя можно применять висмут (н его сплавы) пли натрий. [c.559] В реакторах одних типов теплоноситель должен содержать в растворенном состоянии ядерное топливо — уран, поэтому следует выбирать металл с низкой температурой плавления , способный растворять уран. [c.559] Применение вместо чистого висмута эвтектики РЬ—Bi состава 43,.5% РЬ в 56,5% Bi с температурой плавления 125°С (рис. 406,а) вполне возможно, так как добавка свинца удешевляет расплав, делает его более жндкоподвиж-ным вследствие снижения температуры плавления, а уменьшение растворимости урана и увеличение способности к по[лощению нейтронов, хотя и происходят (см. табл. 114), но находятся в допустимых пределах. [c.559] Очень важно взаимодействие расплавленного висмута (или сплава Bi— РЬ) со стенками труб теплообменника, которые должны быть изготовлены из металлического материала. Устойчивость рааных металлов в такой среде весьма различна и зависит от температуры среды. [c.559] Вернуться к основной статье