elemente combustibile ale reactoarelor nucleare - Grafit

Pagina 34 din 39

Grafit artificial ferm înrădăcinată în tehnologia nucleară ca întârzietor bun cu o secțiune transversală de captare a neutronilor scăzută și ca material structural pentru carcase și matrice de bare de combustibil și acoperiri balistice sferice ale particulelor de combustibil în reactoarele cu gaz la temperaturi ridicate. Astfel, de exemplu, realizat din grafit, unele părți ale ansamblurilor de combustibil Beloyarsk reactoare de centrale nucleare; Grafitul este folosit ca material de matrice în coajă și elementele combustibile sferice și reactoare cu temperatură înaltă de tip prismatic AVR, HTGR și altele, care sunt necesare pentru grafit, cu caracteristici de rezistență ridicată.
Grafitul ca un singur cristal are o anizotropie mare în proprietăți, care se datorează structurii sale stratificate hexagonal.
De asemenea proprietăți anizotrope datorită structurii cristaline, există, de asemenea, proprietățile anizotropie principal datorită texturii formate în timpul fabricației. Acest lucru conduce la diferențe în proprietățile fizice și mecanice în direcțiile paralele și perpendiculare pe axa de extrudare sau extrudare.
grafit Reactor sunt preparate în mod tipic prin extrudare sau turnarea amestecului de cocs cu liant (în principal smoală), urmată de ardere la o temperatură de aproximativ 800 ° C pentru ligament carbonizare. Apoi, pentru a crește densitatea sau de a reduce permeabilitatea impregnate cu smoală sau alte materiale carbonice, și în cele din urmă grafitizare este efectuată la 2500-3000 ° C, rezultând un grafit cristalin. Uneori grafit este impregnat în continuare cu smoală.
Grafitul astfel obținut - materialul nu este omogen și policristaline corp, care, împreună cu limitele granulelor de grafit (cu o anizotropie de rețea cristalină) și defectelor de stivuire (twinning) are un număr mare de un singur defect.
Cel mai înalt grad de anizotropie din materiale de grafit obținute prin extrudare, în timp ce apăsați instrumentul de presă permite obținerea de materiale izotrope.
Prin intermediul unor metode de prelucrare pot modifica multe proprietăți de grafit pentru a produce produse cu caracteristicile dorite; este posibil de a produce grafit, aproape insensibil la creșterea radiațiilor la temperaturi scăzute.
Principalele caracteristici ale grafitului reactorului sunt următoarele: porozitate totală, proporția porii deschiși, distribuția și mărimea acestora. Natura porozității depinde în mare măsură materiile prime și metoda de fabricație.
alegere adecvată a formei și dimensiunii particulelor este posibilă modificarea porozitatea totală și proporția relativă a porilor deschise.
Grafitul artificial are o densitate de grade industriale 1,9-7-1,95-10 nu mai mare de 3 kg / m3, care este utilizat pentru a realiza o foarte intens laborioasă și consumatoare de timp operații multiple impregnări. Procedeu pentru producerea de grafit artificial cu densitate crescută, datorită presiunii de tratament termomecanic la temperaturi ridicate.
Coeficientul de anizotropie evaluat de obicei coeficienți relativi de dilatare termică de-a lungul și transversal cereale în intervalul de temperatură 20-100 ° C Pentru grafit recristalizată, raportul poate fi de până la 25, în timp ce pentru grafit convențional nu este mai mare de 3. Un procedeu de preparare a grafitului recristalizată permite varia larg anizotropiei proprietăților, ceea ce este important în dezvoltarea unor articole din grafit pentru barele de combustibil și a ansamblurilor.
carbon pirolitic este un material de carbon policristaline, cu grade diferite de orientare preferențială obținută prin descompunerea mediului hidrocarburilor gazoase la temperaturi ridicate pe suprafețele încălzite ale articolelor. Straturile rezultate au o rezistență ridicată, permeabilitate scăzută a gazului și o conductivitate termică ridicată și electrice (într-o direcție).
În prezent, pentru a obține materiale impermeabile complet, locul de muncă este în curs de a crea grafit neporos cu o densitate apropiată de teoretică și grafit, cu o porozitate închisă.
Grafitul rezistență mai mare se obține în cazul în care faza solidă a liantului și umplutura sunt de aceeași putere. În acest mod a fost produs Grafit rezistență înaltă cu granulație fină pe bază clasele de cocs calcinat MPG-6 și EEG.

Tabelul 8.22. Proprietățile materialelor carbonice de diferite mărci interne și externe, la 20 ° C