Уран и сплавы

Термические циклы усиливают этот эффект. Остановить ползучесть а-урана под действием облучения и термических циклов невозможно, поэтому тепловыделяющий элемент должен иметь такую конструкцию и работать в таких условиях, чтобы не происходило его формоизменения. Размерные изменения, происходящие в урановых сплавах непосредственно в процессе облучения, в некоторых случаях удается уменьшить, применяя термическую обработку. Урановые сплавы, легированные молибденом, алюминием или другими элементами, которые растворяются в уране и стабилизируют р- и -фазы, нагревают выше температуры фазового перехода и закаливают, при этом сплав быстро охлаждается [c.131]

Благодаря перечисленным свойствам, малому поперечному сечению захвата тепловых нейтронов (0,18 бари) и хорошей совместимости с нелегированным ураном и рядом его соединений при температурах до 500 С цирконий и сплавы на его основе используют как конструкционные материалы для изготовления оболочек твэлов и технологических каналов. Механические свойства сплавов на основе циркония представлены в табл. 8.35. [c.297]

Извлечение урана и плутония из облученного ядерного топлива обычно называют переработкой ядерного горючего. Для переработки азотнокислых растворов, получаемых при растворении урана, содержащегося в металле, сплавах, оксидах, нержавеющей стали, циркониевых сплавах, применяют экстракцию. Уран в этих материалах обычно обогащен изотопом до 3 % [326]. При экстракции раствором ТБФ в керосине уран и плутоний удаляются, а продукты деления остаются в рафинате. Для экстракции применяют смесители-отстойники или пульсационные колонны. Там, где в качестве экстрагента указан третичный амин, имеется, еще одна стадия очистки. [c.284]

При выплавке и разливке сплавов, содержащих уран и торий, кроме общих правил безопасности, необходимо предусмотреть меры по защите работающих от радиоактивного излучения согласно требованиям НРБ 76/87 и ОСП-72/79. [c.512]

Благодаря перечисленным свойствам, малому поперечному сечению захвата тепловых нейтронов и хорошей совместимости с нелегированным ураном и рядом его соединений при температурах до 500 С цирконий и сплавы на его основе использу- [c.337]

Металлы для оттенения по методу переноса теней должны легко отделяться от стекла. Поэтому, например, такие металлы, как уран, хром, для этой цели непригодны, так как силы сцепления их со стеклом, даже очень чистым, весьма велики. Наиболее благоприятным материалом для оттенения по методу переноса теней оказывается платина и сплав платины с палладием. [c.100]

Иттрий — один из наиболее рассеянных элементов, что наряду со сложной технологией его добычи и рафинирования является причиной более позднего вовлечения металлического иттрия в технику. До недавнего времени иттрий, как и редкоземельные металлы, применяли, главным образом, в качестве легирующей добавки, улучшающей структуру, механические свойства, жаростойкость и коррозионную стойкость ряда сплавов. Однако в последнее время некоторые свойства иттрия (малое сечение захвата тепловых нейтронов, небольшая плотность (4,47 г/см ), относительно высокая температура плавления (1510 °С), отсутствие полиморфных превращений до температуры плавления и почти уникальное свойство иттрия — не взаимодействовать с расплавленным ураном и его сплавами — сделали перспективным его применение как конструкционного материала в атомной энергетике. [c.312]

Конструкция ИТП представлена на рис. 3.12. Индуктор охватывает керамический тигель с расплавляемым металлом. При плавке некоторых металлов используется проводящий тигель из стали (для плавки магния) или графита (для плавки меди и урана). В открытых ИТП плавят сталь, чугун, медь и сплавы на ее основе, алюминий и его сплавы, магний, а также никель, уран, драгоценные металлы. В вакуумных ИТП плавят специальные качественные стали и сплавы. Наличие вакуумно-плотного кожуха и откачной вакуумной системы существенно удо- [c.144]

Сварка электронным лучом в вакууме. Этим методом свариваются тугоплавкие и химически активные металлы (молибден, вольфрам, тантал, ниобий, цирконий, ванадий, уран и др.) и сплавы, используемые в качестве конструкционных материалов. Способность этих металлов поглощать водород, азот и кислород при сравнительно невысоком нагреве и связанное с этим охрупчивание сварных соединений вызывает необходимость производить их сварку в среде, содержащей минимальные доли примесей этих газов. В связи с высокой температурой плавления и снижением пластичности в результате рекристаллизации металла, используются источники с высокой концентрацией тепла, обеспечивающие эффективное расплавление металла и минимальные размеры зоны термического влияния. [c.368]

До 900° С ниобий слабо взаимодействует с ураном и пригоден для изготовления защитных оболочек для урановых тепловыделяющих элементов энергетических реакторов. При этом возможно использование жидких металлических теплоносителей — натрия или сплава натрия с калием, с которыми ниобий не взаимодействует до 600° С. Для повышения живучести урановых тепловыделяющих элементов уран легируют ниобием 7% N5). Присадка ниобия стабилизирует защитную окис-ную пленку на уране, что повышает устойчивость его против действия паров воды. [c.145]

Уран и мононитрид урана между собой образуют эвтектику. Эвтектический сплав по составу на диаграмме состояния практически расположен вблизи вертикальной оси и ( 10 вес. % N), температура плавления эвтектики 1130° С. [c.310]

Области применения. Вследствие высокой удельиой прочности магниевые сплавы нашли широкое применение в авиастроении (колеса шасси, различные рычаги, корпуса приборов, фонарн н двери кабин и т. д.), ракетной технике (корпуса ракет, обтекатели, топливные н кислородные баки, и др.), электротехнике и радиотехнике (корпуса приборов, телевизоров и т. д.), в текстильной промышленности (бабины, шпульки, катушки и др.) и других отраслях народного хозяйства. Благодаря способности поглощать тепловые нейтроны н не взаимодействовать с ураном, магниевые сплавы используют для изготовления оболочек трубчатых тепловыделяющих элементов в атомных реакторах [c.342]

Если размер зерна намного больше, чем общая толщина оболочки, эти цепочки пор могут сделать 3-миллиметровую оболочку проницаемой для теплоносителя, который будет окислять уран и способствовать выходу в контур продуктов деления. Такая цепочка пор может образоваться между зернами с различной ориентацией при низкой температуре и особенно часто наблюдается в высокотемпературных реакторах, когда оболочка состоит из крупных зерен близкой ориентации [54]. Проблему низкотемпературного образования пор можно решить, изготавливая материал оболочки с мелкозернистой разориентированной структурой, сохраняющейся в процессе всей службы оболочки при низкой рабочей температуре, при которой наблюдается лишь радиационный рост топлива. Проблему высокотемпературного образования пор можно решить созданием контролируемой на всех стадиях технологии изготовления, исключающей появление зерен близкой ориентации. Если эти условия выполняются, пластичность сплава магнокс при высокой температуре такова, что распухание урана даже до 15% в диаметре не приводит к разрушению ополочки. [c.135]

Прессование порошков металлического ядерного горючего затруднено по ряду причин из-за малого размера частиц, загрязненности примесями, появления хрупких фаз в процессе сплавообразования и др. Поэтому необходимо применять смазки (например, камфору) при холодном прессовании в металлических пресс-формах, горячее прессование в вакууме или защитной атмосфере при 600 - 780 °С (уран и его сплавы) или 400 °С (плутоний и его сплавы) при давлении 150-500 МПа и выдержке 1-15 мин, спекание свободно насыпанного порошка. [c.230]

Иттрий, по-видимому, найдет интересное применение в будущем. Он является наиболее распространенным из тяжелых редкоземельных элементов, и методы его производства в больших количествах достаточно разработаны. Л алое поперечное сечение захвата тепловых нейтронов и устойчивость при высокой, температуре систем иттрий — водород уже в настоящее время вызывают интерес к его применению в ядерной энергетике. Были отмечены сравнительно высокая температура плавления иттрия и его инертность по отношению к расплавленному урану и большинству его сплавов. Если дальнейшие исследования подтвердят результаты предварительных опытов, то иттрий может стать основным материалом для некоторых идерних реакторов и будет способствовать экономичному получению ядерной энергии. [c.262]

Расплавленные металлы. Тантал в отсутствие кислорода и азота исключительно устойчив к действию расплавленных металлов. На него не действуют натрий при 1200°, калий, сплавы калий — натрий, литий и свинец прн JOOO, висмут при 900 или более высокой температуре, ртуть при 600°, галлий прн 450°. Работа Аргоннской лаборатории [1001 показала, что на него не действуют магний и сплавы уран - магнии и плутоний - магний при 1150°. [c.726]

Уран можно выдавливать и получать стержни, трубы, овальные и другие профили равномерного сечения. Как и в ранее упомянутых операциях горяче1 обработки, при температурах верха а-области необходимо уделять особое внимание защите против окисления. Кроме того, ввиду более интенсивной деформации и склонности урана к прилипанию значительно труднее подобрать подходящую смазку. Для смазки, а также для защиты от окисления служит тонкое покрытие из меди. Оно может быть удалено растворением в ванне с азотной кислотой. Уран можно также выдавливать в -у-фазе, когда он очень мягок. Несмотря на то что эта обработка была использована для изготовления урановых блоков для первых реакторов, прессование в у-фа-зе разработано не так хорошо, как широко применяемое прессование в (1-фазе (у-сплавы урана с ниобием и молибденом тверже, чем уран, и успешно выдавливаются). Выдавливание используется для нанесения на уран оболочки во время обжатия [52, 78, 1051. Тонкую и равномерную оболочку можно нанести не только на внешний диаметр, но и на внутренний, если требуется трубчатый тепловыделяющий элемент. Концы также могут быть одновременно герметично заделаны. Для покрытия урана оболочкой особенно пригоден цирконий, так как оба эти металла имеют примерно одинаковое сопротивление пластической деформации и не образуют хрупких интерметаллических соединений. [c.849]

Применение циркония в металлургии обусловлено тем, что он является одним из энергичнейших раскислителей стали. Кроме того, связывая в прочные соединения азот и серу, цирконий, нейтрализует их вредное влияние на сталь. В сочетании с другими легирующими присадками цирконий повышает вязкость, прочность, износостойкость и свариваемость стали. Присаживают цирконий в сталь в виде сплавов, состав которых приведен в табл. 103. Цирконий является довольно распространенным элементом, содержание которого в земной коре составляет 0,02 %. Свойства наиболее важных минералов циркония приведены в табл. 104. Различают два основных типа месторождений циркония коренные и россыпи. Важнейшее значение имеют современные и древние прибрежно-морские россыпи, которые обычно представляют собой комплексные руды циркония и титана, реже содержащие также торий, уран и другие ценные элементы. Наиболее крупные месторождения циркония находятся в США, Индии, Бразилии и Австралии. Запасы циркониевых руд в СССР обеспечивают потребность отечественной промышленности в цирконии и его сплавах. Циркониевый концентрат поставляется по ОСТ 48-82—74 (табл. 105). Кроме того, циркониевый концентрат может содержать торий и уран, суммарно в эквиваленте не более 0,1 % тория. Это необходимо учитывать прн работе с циркониевым концеи- [c.316]

Жидкие расплавленные металлы (Zr, Мо, Nb, Сг, Ti) образуют с ураном (в у-фазе) сплавы Na, К, Li не взаимодействуют с ураном. Стойки к растворению в жидком расплавленном уране W и Та, менее стойки (в порядке убывания) Nb, Zr, Ti, Mo, V, r и нержавеющая сталь. Хорошей совместимостью с ураном и его спла- [c.152]

Размерная нестабильность сплавов урана определяется и их составом [163]. Кальцийтермическ1 й уран и магнийтер-мический уран имеют различные коэффициенты роста. Уран, содержащий алюминий, железо, ванадий, германий, палладий или титан, испытывает при термоциклировании большое формоизмеиеиие, а добавки молибдена, ниобия, платины и хрома уменьшают абсолютную 1 еличину коэффициента роста. Влияние химического состава на формоизменение сплавов урана при термоциклировании проявляется не только в связи с изменением объемного эффекта и уровня физико-механических свойств при переходе от одного типа упаковки к другому, но и с атомным механизмом этого перехода, характером размещения образующихся фаз и др. [c.52]

Среди всех элементов периодической таблицы обладают наибольшей рассеивающей способностью, а потому и наиболее пригодны для контрастирования электронномикроскопических препаратов иридий, осмий, рений, платина, вольфрам, золото, тантал. Однако, как мы уже отмечали выше, материалы для оттенения должны удовлетворять, кроме большой рассеивающей способности, еще целому ряду требований легкость испарения, высокая температура рекристаллизаци , малый размер кристаллитов, малая миграционная способность и т. д. Поэто.му практически из указанных металлов для оттенения применяются только платина и золото. Из прочих материалов весьма широкое применение нашли хром, уран, палладий, сплав золота с палладием и сплав платины с палладием, а также некоторые окислы окисел урана UsOe, окись вольфрама WO3. [c.110]

При изготовлении дисперсно-упрочненных материалов типа спеченных алюминиевых порошков (САП) путем спекания совместимость алюминия с дисперсным порошком окиси алюминия в определенной степени определяется когерентностью решетки металла и его окиси, однако при таком способе получения жаропрочных материалов существует большая свобода выбора разнообразных упрочняющих фаз для самых различных материалов. Например, дисперсная двуокись тория в равной мере успешно используется для упрочнения меди, кобальта, никеля и их сплавов, циркония, платины, хрома, молибдена, вольфрама и других металлов. Малые добавки дисперсных окислов А 2О3, YgOg, MgO, BeO, ZrO , НЮ и других очень эффективно упрочняют медь, никель и его сплавы титан, цирконий, ниобий, ванадий, хром, уран и другие металлы. [c.120]

Молибден придает урану и другое полезное качество. Как правило, в мощных реакторах на тепловых нейтронах (а именно такие реакторы распространены в наше время) топливые элементы охлаждают водой. При малейшем нарушении защитной оболочки блок из чистого урана под угрозой уран разлагает воду, свободный водород вступает в реакцию — образуется гидрид урана Иди. Этот порошок осыпается и уносится водяным потоком — ТВЭЛ разрушается. Картина совсем иная, если вместо чистого урана применен ураномолибденовый сплав. Такие сплавы устойчивы к воздействию воды и служат великолепным материалом для главных урановых изделий — твэлов атомных котлов. [c.92]

По мнению авторов работы [3], на богатой ураном стороне системы должна существовать монотектика. В этой работе методами микроструктурного, химического и спектрального анализов исследовали состав сплавов, закаленных от 1050—1250°, после выдержки в течение 15 минут до и 15 минут после перевертывания заваренного танталового тигля, наполненного ураном и иттербием, взятых в равных объемах. [c.682]

На рис. 1.2, а показана диаграмма состояния системы и—иОг, построенная Эдвардсом и Мартином [30]. Особенность этой диаграммы — расширяющаяся с ростом температуры область достехиометрической двуокиси урана и область несмешиваемости в жидком состоянии. Пределы концентраций области несмешиваемости установлены металлографическим исследованием сплавов, приготовленных методом дуговой плавки в среде аргона. При температуре дуговой плавки каждый сплав из области несмешиваемости состоял из жидкого металла и жидкой окисной фазы, которая представляет собой моно-тектическую жидкость, дающую при охлаждении дисперсные уран и иОг. Достехиометрическая граница двуокиси урана была уточнена по сплавам, полученным насыщением металлического урана кислородом за счет двуокиси урана, служившей материалом тигля, в котором нагревался уран. Урановые расплавы выдерживали при заданной температуре и быстро охлаждали с тиглем. Микроструктурное исследование закаленных образцов показало, что образовавшиеся сплавы представляют собой металлические корольки, отделенные от стенок тигля окисными наростами кристаллов иОг, перемежающихся прожилками металлического урана. При температуре опыта каждый окисный нарост был однофаз-10 [c.10]

Сплавы железа с углеродом (сталь и чугун). Широко- применяемые в технике общеизвестные железо, сталь и иугун являются сложными, многокомпонентными сплавами на железной основе. Постоянными составляющими этих сплавов являются углерод, марганец, кремний, сера, фосфор, кислород и азот. Кроме того часто умышленно добавляют и другие элементы никель, хром, вольфрам, молибден, ванадий, кобальт, алюминий, а иногда и титан, уран, цирконий, бор. Сплавы, содержащие кроме железа только те примеси, к-рые попадают в чугун в процессе восстановительной плавки руд и в процессе передела чугуна в сталь, называются простыми, или углеродистыми, т. к. углерод является основной примесью в этих сплавах железа. Сплавы, содержащие какую-нибудь ив постоянных примесей в искусственно увеличенном количестве, и сплавы, содержащие умышленно введенные добавки, называются специальными сталями и чугунами. Понятие чугун охватывает сплавы со сравнительно высоким содержанием углерода (не менее 2,5% С), применяющиеся в литом состоянии и не поддающиеся никакой механич. обра- [c.386]

Рис. 4.24. Зависимость твердости от температуры смеси уран-плутонневого карбида и сплава и — Ри — С — Ре [25]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...