Металлическое ядерное горючее

Ответ. В этом случае речь идет о коррозии циркалоя (и также урана, если оболочка содержит металлическое ядерное горючее), вызванной незначительными количествами водяного пара. В этом случае по мере протекания реакции с водой отношение давл. — растет. Когда это отношение достигает значе-HgO [c.199]

Темпы и экономические характеристики атомной энергетики в значительной мере будут определяться скоростью накопления вторичного делящегося ядерного горючего — плутония, что возможно за счет снижения времени удвоения быстрых реакторов. Наиболее эффективно этого можно достигнуть за счет повышения удельной концентрации ядерного горючего (например, применения низколегированного металлического урана) п повышения удельной теплонапряженности активной зоны быстрых реакторов. [c.3]

Такие теплофизические характеристики газа и выявленная область параметров теплоносителя позволяют применить в быстрых реакторах низколегированный металлический уран и достигнуть высокого воспроизводства ядерного горючего (Ри) как в бридере (КВ = 1,80— 1,95), так и в переработчике (КВ = 1,45) с малым временем удвоения (3,5—5 лет) и обеспечить высокий темп наработки плутония— 1000—1500 кг в год в быстром реакторе 1000 Мет. [c.5]

Металлический уран, как ядерное горючее, довольно быстро реагирует с углекислым газом (рис. У-15), при этом образуются окислы и карбиды. Ядерное топливо необходимо защищать от коррозии с помощью защитной оболочки, материал которой должен удовлетворять перечисленным в II-2 требованиям. Эксплуатируемые ныне атомные электростанции используют для этой цели исключительно сплав магния с бериллием. [c.330]

Области применения изделий. Основные области применения керамики из ВеО — ядерная энергетика и электроника. Спеченный оксид бериллия используют в качестве конструкционных элементов в обычных и высокотемпературных ядерных реакторах, в частности как замедлителя и отражателя. Оксид бериллия — хороший матричный материал для ядерного горючего. Тигли из ВеО благодаря его химической инертности находят применение в металлургии редких металлов для плавки металлических бериллия, платины, тория, титана, урана и др., при этом допускается нагрев в вакуумных индукционных печах. Хорошие диэлектрические свойства ВеО и- вакуумная плотность определили его применение в электронной технике. [c.137]

Процесс очистки блоков ядерного горючего — металлического урана или его окислов, обогащенных или не обогащенных изотопом или предоставляет в распоряжение химиков многочисленные радиоактивные изотопы, из коих некоторые имеют сравнительно большие периоды полураспада. [c.265]

Очистка лития производится его переплавкой в парафине или в вазелиновом масле. Переплавленный металл промывают в бензине и снова переплавляют. Совершенно чистый литий получают испарением в вакууме. Чистый литий упаковывают в тару, непроницаемую для воздуха и воды. Таков довольно сложный процесс получения металлического лития. Однако усилия, затрачиваемые на его производство, окупаются высокой ценностью получаемого ядерного горючего в виде лития-6. [c.130]

Во Франции металлический уран производится на заводе Буше. Это одно из первых атомных предприятий Франции. Оно производит тепловыделяющие элементы для реакторов. В последнее время здесь организовано производство тория как источника ядерного горючего. [c.163]

Торий. Металлический торий естественного происхождения ие является делящимся материалом, но под воздействием нейтронного облучения превращается в ядерное горючее — [c.395]

Преимущества применения плутониевых карбидов в качестве ядерного горючего лучше всего реализуются в реакторах-размножителях на быстрых, нейтронах. Из разных видов горючего (металлического, окисного и керме-тов) карбидное горючее имеет существенные преимущества высокую теплопроводность, высокую температуру плавления, хорошую радиационную стойкость и меньшее газовыделение по сравнению с двуокисью при одинаковых условиях, относительно большую плотность, т. е. повышенное содержание и — Ри в единице объема. [c.307]

В качестве ядерного горючего наиболее выгодно применять металлический уран. Урановые сердечники тепловыделяющих элементов выгодно отличаются от других видов ядерного горючего тем, что в них применяется металлический уран природного изотопного состава — наиболее дешевый и доступный делящийся материал, в то время как сердечники, изготовленные из двуокиси, монокарбида или других соединений урана, требуют применения урана, обогащенного [c.94]

Жидкое ядерное горючее. Выбранное жидкое горючее должно использоваться при максимально высокой температуре температура его плавления должна быть ниже точки плавления конструкционных материалов, чтобы сохранить твердую структуру конструкций, содержащих горючее. Таким образом, разница между температурами плавления горючего и конструкционного материал а должна быть как можно больше. Кроме того, жидкий материал тепловыделяющего элемента должен содержать расщепляющийся материал в очень высокой концентрации, чтобы получить большую степень загрузки, требуемую по условиям нейтронного расчета реактора. Это достигается размещением горючего в виде отдельных масс, что присуще реакторам с использованием жидкостей. Краткий обзор литературы [20, 21] по этому вопросу позволяет заключить, что имеется несколько типов жидких тепловыделяющих элементов. Смеси карбида урана с карбидами вольфрама или циркония могут работать при температуре до 8000° К. При такой температуре карбид урана начинает испаряться из смеси. Карбиды вольфрама плавятся при температурах от 5000° К до 5500° К таким образом, горючее на основе этого материала мон ет храниться в сосудах из металлического вольфрама или графита, если не будет происходить чрезмерной коррозии на границе твердой и жидкой сред. Об этом мало что известно. Карбид циркония, температура плавления которого равна 6300° К, очень трудно хранить в расплавленном состоянии однако, смешивая карбид циркония с карбидом урана, можно получить более низкую температуру плавления. Температура плавления чистого карбида урана иСг равна 5500° К следовательно, этот материал можно использовать в качестве жидкого горючего, если только достаточный объем горючего, необходимый для теплопередачи, может быть получен без растворения материала. [c.526]

В первом типе реакторов дисперсный поток несет частицы диспергированного ядерного топлива, совмещая при проходе через активную зону свойства системы теплоотвода и системы горючего. Последнее свойство в связи с потерей критичности исчезает при движении через парогенератор. Здесь дисперсный поток выступает в основном лишь как теплоноситель, если не иметь в виду появление запаздывающих нейтронов и значительную его радиоактивность. Отрицательным также является абразивное действие твердых частиц. В качестве последних можно использовать частицы металлического легированного урана, UO2, U , материалов для воспроизводства ядерного топлива (естественный уран, торий). В качестве несущей среды возможно применение как жидкости, так и газов. [c.390]

Так как гомогенные реакторы по конструкции значительно проще гетерогенных, возникает вопрос, почему большинство из построенных к настоящему времени реакторов относится к гетерогенному типу. В табл. 11 отмечено, что все эти гетерогенные установки используют в качестве горючего обыкновенный уран. Простые вычисления показывают, что из гомогенных смесей урана только смесь с тяжелой водой (ОаО) обеспечивает поддержание цепной реакции на тепловых нейтронах. Хорошо установлено также, что бесконечное количество обыкновенного металлического урана не обеспечивает цепной реакции. Для этого последняя должна была бы быть быстрого типа. За исключением определений, сделанных ниже, в последующих выкладках для простоты используются те же ядерные константы и обозначения, что и в разделах 1 и 8 гл. VI [c.268]

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]

Алюминий, титан и их сплавы имеют сравнительно малый захват тепловых нейтронов и удовлетворительную коррозионную стойкость в воде и паре до температуры 200° С. Коррозионная стойкость алюминия сильно зависит от концентрации в воде ионов водорода минимум коррозии наблюдается при pH = 6,5 (комнатная температура). С повышением температуры оптимальное значение pH, при котором наблюдается минимальная коррозия, перемещается в область более отрицательных значений. При температуре воды свыше 200° С алюминий может подвергаться язвенной коррозии, при этом на его поверхности появляются пузыри. Чтобы предупредить сплавление алюминиевой оболочки с металлическим ураном, если последний используется в качестве ядерного горючего, алюминий аноди- [c.296]

Параметры пара, вырабатываемого в парогенераторе, а также тепловая мощность реактора определяются допустимой температурой оболочек тепловыделяющпх элементов (обычно около 400—600 °С), а в ряде случаев предельно допустимой температурой ядерного горючего, наличие которой связано с началом нежелательных фазовых превращений его (например, для металлического урана такой температурой является 600°С, поскольку прп ней начинается переход урана из а-фазы в р-фазу [Л. 6]). [c.235]

Обилие конструкций ядерных реакторов обусловливает многообразие типов применяемых в них систем с расщепляющимися материалами. Например, можно использовать компактное металлическое ядерное топливо, полученное литьем с последующей механической обработкой, либо в виде раствора или суспензии какого-либо соединения урана, тория или плутония в тяжелой воде, циркулирующих через активную зону. Более распространены реакторы с ТВЭЛами, в герметичной бболочке которых помещают ядерное горючее того или иного типа. Ниже приведены сведения о ТВЭЛах, при производстве которых используют порошковую металлургию. Такие ТВЭЛы готовят с металлическим, керамическим либо дисперсионным ядерным горючим. [c.229]

Как объяснено выше, чистый металлический плутоний не может служить ядерным горючим. Применение сплавов плутония в качестве ядерного горючего обсуждалось в разделах Применение в реакторах и Сплавы . Обзор применения сплавов и соединений плутония в виде ядерного горючего дан Тейтом П84]. [c.565]

Для изменения свойств, мешающих использованию металлического урана в виде ядерного горючего, его можно легировать. Это легирование может зайти настолько далеко, что вместо твердою будет использоваться жидкий металл, в котором уран может преобладать или быть растворенным в малой концентрации. Во всех случаях выбор легирующего элемента определяется его ядерными свойствами. Например, легирующие элементы дмжны иметь малые поперечные сечения поглошсиия. Одна из причин большой популярности легирования алюминием и цирконием—их малые поперечные сечения поглощения. [c.845]

Диоксид урана широко применяют как реакторное топливо в виде тепловыделяющих элементов в реакторах различных типов. Установлено, что UO2 — наиболее приемлемое ядерное горючее в энергетических реакторах. UO2 может быть либо в диспергированном виде в керамических или металлических матричных системах, либо в виде изделий — дисков, брусков, стержней, таблеток и др. Спеченный UO2 используют в качестве ядерного горючего в реакторах атомных ледоколов и в других целях. Работа с UO2 связана с вредным воздействием радиоактивного излучения, поэтому при раб1оте с UO2 необходимо строго соблюдать меры предосторожности и техники безопасности. [c.155]

Источниками ядерного горючего могут быть и соединения тория, в частности двуокись тория (ТЬОз). Она образуется при сгорании металлического тория в воздухе, а также при прокаливанип его солей. [c.73]

В Соединенных Штатах Америки промышленность, производящая металлический уран и другие материалы для получения ядерного горючего, развернута очень широко. Крупным частным предприятием является завод фирмы Дэвисон в Эрвине (штат Теннесси). Производительность его около 400 тыс. кг урана в год. Урановый завод Комиссии по атомной энергии США расположен в Фернолде (штат Огайо). Шестифтористый уран выпускает завод в Падьюка (штат Кентукки). [c.163]

Чем плотнее упаковано ядерное горючее, тем быстрее достигаются критические размеры ядерного реактора, тем быстрее он может начать работать. Самое плотное урансодержащее вещество, конечно же, металлический уран. Поэтому твэлы современных ядерных реакторов делают из металлического урана. На заре атомного века реакторы загружали окисью урана. Металла не хватало несмотря на предпринятые чрезвычайные меры не хватало его главным образом потому, что слишком сложной оказалась технология получения урановых слитков. [c.91]

К к объяснено выше чис ый металлический плутонии не м ж т слу жить ядерным горючим. Применение сплавов плутония в качестве ядерного горючего обсуждалось в разделах Прнменецие в р ак орах и Спла вы Обзор применения сплавов и соедшений плутония в виде ядерного горючего дан Тентом 1184]. [c.565]

До сих пор обсуждение применений затрагивало только статические проблемы, при которых экспозиция в несколько минут или больше не встречала затрудений. Нейтронные методы могут применяться и для динамического контроля. Наблюдение за течением жидкостей в металлических резервуарах является одной из проблем, которая может быть решена с помощью динамической нейтронной радиографии. Такое исследование было проведено при наблюдении потока воды в нагревательной трубе [73]. На основе применения телевизионной техники можно исследовать процесс литья тяжелых металлов, например отливку стержней из ядерного горючего. Сильное ослабление ураном делает невозможным использование для этих целей обычных рентгеновских методов. Пример последовательных радиограмм для различных моментов литья был приведен на фиг. 9.14. [c.325]

Висмут играет все более важную роль в ядерной энергетике. В реакторе, работающем на жидком металлическом топливе 3 , (см. рис. 2), сконструированном в США, расплавленный висмут используется как теплоноситель (горючее или и как Охлаждающий агент. Расщепленный уран растворяется в жидком висмуте до концентрации 15%. В реакторе имеется регулятор из незащищенного графита. Жидкий висмут, содержащий растворенное вещество (U- или перекачивается через г )афитовый регулятор. Запроектированные параметры таковы, что достигается критическое состояние и имеет место саморасшеплепне. Тепло, выделяющееся в результате деления урана, передается жидкому висмуту, который перекачивается через раскаленные теплообменники. [c.134]

С технической точки зрения наиболее серьезная проблема в области использования реак орно о горючего это распухание металлического урана. Пютность при выгорании 1 о металла умень ается больше чем на 3,4 о вычисленных из расчета перевода урана в продукты деления. Од1 о из назначении оболочки ядерных тепловыделяющих элементов это задержка распухания. Кроме анизотропного изменения размеров и распухания, металл испытывает дальнейшую размерную нестабильность в связи с качеб-лющимися термическими напряже иями, которым он подвергается во время пуска, выключения и колебании мощности реактора Необходимо отмстить, что даже во вр мя устойчивой работы реактора в горючем существуют резкие градиенты температуры, зависящие от таких параметров реактора, как геометрия сердечника горючего, температура и скорос ь потока охладителя и градиент нейтронного потока. [c.839]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...