ጨረራ-የሚቋቋም የማተሚያ ቁሳቁሶች፡ እጅግ በጣም ከባድ በሆኑ አካባቢዎች ውስጥ ያለው ወሳኝ እንቅፋት

በኑክሌር ኃይል ማመንጫዎች፣ የጨረር ሕክምና፣ የጠፈር ምርምር እና የኑክሌር ቆሻሻ አያያዝ፣ጨረር-ተከላካይ የማተሚያ ቁሳቁሶችእንደ አገልግሏልየመጨረሻ የህይወት መስመርየስርዓት ደህንነትን ለማረጋገጥ እና ራዲዮአክቲቭ ፍሳሾችን ለመከላከል። በከፍተኛ ኃይል ቅንጣቶች እና ጨረሮች ቀጣይነት ባለው የቦምብ ድብደባ እነዚህ ቁሳቁሶች መዋቅራዊ ታማኝነትን እና የአፈፃፀም መረጋጋትን መጠበቅ አለባቸው። የእነሱ የቴክኖሎጂ ግኝቶች የአካባቢን ደህንነት እና የሰውን ጤና በቀጥታ ይጎዳሉ.

.I. የጨረር አከባቢዎች ከፍተኛ ተግዳሮቶች፡ ከመደበኛ ጥፋት ባሻገር.

• .ከፍተኛ-ኢነርጂ ቅንጣት ተጽእኖ፡ጋማ ጨረሮች፣ የኒውትሮን ፍሰት እና α/β ቅንጣቶች የፖሊመር ሰንሰለቶችን በቀጥታ ይሰብራሉ (ሰንሰለት መቀስ), የቁሳቁስ መሠረቶችን የሚያበላሹ ግንኙነቶችን ወይም መበላሸትን ያስከትላል.
• .የተቀናጀ ኦክሲዳቲቭ ዝገት::የጨረር ማሳዎች ብዙውን ጊዜ ከጠንካራ ኦክሳይድ (ለምሳሌ ከፍተኛ ሙቀት ያለው ውሃ፣ ጠንካራ አሲድ፣ ምላሽ ሰጪ ኦክሲጅን)፣ የቁሳቁስ እርጅናን እና መኮማተርን በማፋጠን አብረው ይኖራሉ (የጨረር-ኦክሳይድ ውህደት).
• .ከፍተኛ ግፊት-ሙቀት እና ኬሚካላዊ ዝገት::ከፍተኛ ሙቀት/ግፊት ውሃ በሪአክተሮች እና የሚበላሹ የኑክሌር ቆሻሻ ሚዲያዎች (ለምሳሌ ናይትሪክ/ሃይድሮፍሎሪክ አሲድ) የተወሳሰቡ ጭንቀቶችን ይፈጥራሉ (የሙቀት መጨናነቅ, የግፊት ዘልቆ መግባት, የኬሚካል ጥቃት).
• .ዜሮ-ማፍሰስ ግዴታ::በኑክሌር ፋሲሊቲዎች ውስጥ የሚፈቀዱ የራዲዮአክቲቭ ፍሰት መጠኖች ወደ ዜሮ ቅርብ ሲሆኑ፣ የተለመዱ ማህተሞች በአሰቃቂ ሁኔታ ይወድቃሉ።

.II. ዋና ቴክኒካል ስልቶች፡ በቁሳቁስ ዲዛይን ውስጥ የተገኙ ስኬቶች.

1. .ከፍተኛ አፈጻጸም ያላቸው ኦርጋኒክ ፖሊመሮች፡- ትክክለኛ የምህንድስና የጨረር ተዋጊዎች.
   • .ጥሩ መዓዛ ያላቸው ፖሊመሮች;.
     • .ፖሊይሚድ (PI):ግትር ሄትሮሳይክሊክ መዋቅሮች (ለምሳሌ PMDA-ODA) የሰንሰለት መቀስትን ይቋቋማሉ። የጀርባ አጥንት ፍሎራይኔሽን ሙቀትን መቋቋም (> 350 ° ሴ) እና ፀረ-እብጠትን ይጨምራል.
     • .ፖሊኤተርተርኬቶን (PEEK):ከፊል-ክሪስታልን ተፈጥሮ ጋማ መጠን > 10⁹ ጂ. የመስታወት / የካርቦን ፋይበር ማጠናከሪያ (> 40%) ቀዝቃዛ ፍሰትን ያሸንፋል.
     • .ፖሊፊኒሊን ሰልፋይድ (PPS):ከፍተኛ የማቋረጫ ጥግግት በጨረር ስር የመጠን መረጋጋትን ይጠብቃል። በሴራሚክ የተሞሉ ደረጃዎች በእንፋሎት መቋቋም በጣም የተሻሉ ናቸው.
   • .ልዩ Elastomers:.
     • .Fluororubber (FKM):Perfluoroelastomers (FFKM) ከ 300°ሴ በላይ። ናኖ-ሲሊካ (ለምሳሌ Aerosil R974) ከጨረር በኋላ የማተም ኃይልን ይጠብቃል።
     • .ሃይድሮጂንየይድ ናይትሪል ጎማ (HNBR):ከፍተኛ ሙሌት (> 98% ሃይድሮጂን) የኦክሳይድ ቦታዎችን ይቀንሳል. የፔሮክሳይድ ማከም የመስቀለኛ መንገድ መረጋጋትን ይጨምራል።
     • .EPDM ጎማ::የዋልታ ያልሆነ የጀርባ አጥንት የጨረር ስሜትን ይቀንሳል። የኑክሌር ደረጃ ቀመሮች (ለምሳሌ፣ አክራሪ አጭበርባሪዎች) በ10⁸ ጂ ዝቅተኛ ፍሳሽ ያገኙታል።
2. .ኦርጋኒክ ያልሆኑ ብረታ ብረት ስርዓቶች፡ ውስጣዊ የጨረር መከላከያ.
   • .የሴራሚክ ማትሪክስ ውህዶች.
     • .አሉሚኒየም / ሲሊከን ናይትራይድ ማኅተም ቀለበቶች:ከፍተኛ የማቅለጫ ነጥብ (> 2000 ዲግሪ ሴንቲ ግሬድ) እና ውስጣዊ የኬሚካል ኢንቬንሽን ጨረርን ይቋቋማሉ። ትክክለኛነትን መጣመር (> 99.5% ጥግግት) ዜሮ የሚያፈስ የኑክሌር ፓምፕ ማህተሞችን ያስችላል።
     • .ተጣጣፊ ግራፋይት ማሸግ::ከፍተኛ-ንፅህና የተዘረጋ ግራፋይት (> 99.9% ካርቦን) ጨረር-ታጋሽ የማይክሮ ክሪስታሊን መዋቅሮችን ይፈጥራል። የኑክሌር ደረጃዎች AMS 3892 ራዲዮሎጂካል ማጽዳት ማረጋገጫ ያስፈልጋቸዋል.
   • .ሜታል-ሴራሚክ ተግባራዊ ደረጃ የተሰጣቸው ቁሳቁሶች (FGM):በፕላዝማ የተረጨ ዚርኮኒያ/ሃስቴሎይ ንብርብሮች (10-100μm ሽግግር ዞኖች) የሙቀት ድንጋጤ ስንጥቅ ይከላከላል።
3. .የብረታ ብረት ማትሪክስ ስርዓቶች: የምህንድስና የመቋቋም ችሎታ.
   • .ከፍተኛ-ኒኬል ቅይጥ Bellows:በሌዘር-የተበየደው ኢንኮኔል 625/718 ቤሎ (0.1-0.3ሚሜ ግድግዳ) መቋቋም >10⁹ የድካም ዑደቶች በሪአክተር ማቀዝቀዣ ፓምፖች ውስጥ።
   • .በብር የተለበሱ የብረት ጋዞችዝቅተኛ የካርቦን ብረት (08F) ላይ 0.1mm Ag ንብርብር ጋር የኑክሌር ቫልቭ gaskets የማተም ግፊቶችን>300 MPa.

.III. ከፍተኛ የአፈጻጸም ማትሪክስ፡ በመረጃ የሚመራ አስተማማኝነት ማረጋገጫ.

.IV. ወሳኝ መተግበሪያዎች፡ የኑክሌር ደህንነት ጠባቂዎች.

• .የኑክሌር ኃይል ማመንጫ ኮር፡.
  • Reactor Vessel Metal O-Rings (ኢንኮኔል 718 + አግ ሽፋን)
  • ቀዝቃዛ ፓምፕ የታንደም ማኅተሞች (ሲሲ/ሲሲ ጥንዶች)
  • የመቆጣጠሪያ ሮድ ድራይቭ ስፕሪንግ-የታለመሉ ማህተሞች (ኑክሌር ፒኢኢክ)
• .የኑክሌር ቆሻሻ ማቀነባበሪያ፡.
  • ከፍተኛ-ደረጃ ቆሻሻ ማጠራቀሚያ ሲልቨር Gasket ሲስተምስ
  • Vitrification Furnace Valve Seals (የሴራሚክ ድብልቅ)
• .የጨረር ሕክምና;.
  • ፕሮቶን ቴራፒ ጋንትሪ ተለዋዋጭ ማኅተሞች (በጨረር የተሻሻለ PTFE)
  • የጋማ ቢላዋ ምንጭ ካፕሱል ባለሁለት ብረት ማኅተሞች
• .ጥልቅ የጠፈር የኑክሌር ኃይል:.
  • ራዲዮሶቶፕ ቴርሞኤሌክትሪክ ጀነሬተር (RTG) ባለብዙ ሽፋን ማኅተሞች
  • የኑክሌር ቴርማል ፕሮፐልሽን ሃይድሮጅን አካባቢ ማህተሞች

.V. የመቁረጥ ጫፍ እድገቶች፡ የቁስ ሳይንስ ድንበሮች.

• .ራስን ፈውስ ማኅተሞች::የማይክሮ ኤንካፕሰልድ ኤጀንቶች (ለምሳሌ፣ ዲሲፒዲ + ግሩብስ ማነቃቂያ) በቦታው ላይ የጨረር ጉዳት መጠገኛን ያነቃሉ።
• .ናኖ የተዋሃዱ ግኝቶች፡ቦሮን ኒትሪድ ናኖሼት (BNNS)-የተጠናከረ PI ፊልሞች>90% ከጨረር በኋላ ያለውን ጥንካሬ ይጠብቃሉ።
• .4D-የታተሙ የሴት ልጅ ግርዛት፡የቦታ ደረጃ ያለው ግትርነት ከአካባቢያዊ የጨረር መጋለጥ ጋር ይጣጣማል።
• .HPC ቁሳዊ ንድፍ:ሞለኪውላር ተለዋዋጭ ማስመሰያዎች በሚሊዮን የሚቆጠሩ ዓመታት የጨረር እርጅናን ይተነብያሉ።

.ማጠቃለያ፡ የከፍተኛ የአካባቢ ደህንነት መሰረት.
ከሬአክተር ኮሮች እስከ ጥልቅ ቦታ፣ ጨረራ መቋቋም የሚችሉ የማተሚያ ቁሳቁሶች በአብዮታዊ ፈጠራ አማካኝነት ለደህንነት መሰረት ናቸው። Gen-IV ሪአክተሮች፣ ውህድ መሳሪያዎች እና ኢንተርስቴላር ተልእኮዎች እየገፉ ሲሄዱ፣ ከፍተኛ የሙቀት መጠን መቋቋም፣ የጨረር መቻቻል እና ረጅም ጊዜ የመቆየት ፍላጎቶች ይጨምራሉ። ለሰብአዊነት ሰላማዊ የኒውክሌር ቴክኖሎጂ አጠቃቀም የማይበገር ጋሻ መፍጠር የምንችለው ያላሰለሰ የቁሳዊ ሳይንስ ፈጠራ ብቻ ነው።