په اټومي موادو کې د نادره ځمکنیو عناصرو کارول

۱، د هستوي موادو تعریف

په پراخه معنی، اټومي مواد هغه موادو ته عمومي اصطلاح ده چې په ځانګړي ډول په اټومي صنعت او اټومي ساینسي څیړنو کې کارول کیږي، په شمول د اټومي سونګ توکو او اټومي انجینرۍ موادو، یعنې غیر اټومي سونګ موادو.

هغه مواد چې عموما د اټومي موادو په نوم یادیږي په عمده توګه هغه موادو ته اشاره کوي چې د ری ایکټر په مختلفو برخو کې کارول کیږي، چې د ری ایکټر موادو په نوم هم پیژندل کیږي. د ری ایکټر موادو کې اټومي سونګ مواد شامل دي چې د نیوټرون بمبارۍ لاندې د اټومي انحراف څخه تیریږي، د اټومي سونګ اجزاو لپاره پوښونکي مواد، کولنټونه، نیوټرون ماډریټرونه (ماډریټرونه)، د کنټرول راډ مواد چې نیوټرونونه په کلکه جذبوي، او منعکس کونکي مواد چې د ری ایکټر څخه بهر د نیوټرون لیکیدو مخه نیسي.

۲، د نادرو ځمکو سرچینو او اټومي سرچینو ترمنځ ګډې اړیکې

مونازایټ، چې فاسفوسیرایټ او فاسفوسیرایټ هم ورته ویل کیږي، په منځني تیزابي اور لرونکي ډبرو او میټامورفیک ډبرو کې یو عام اضافي منرال دی. مونازایټ د نادره ځمکې د فلزاتو د اصلي منرالونو څخه یو دی، او په ځینو رسوبي ډبرو کې هم شتون لري. نسواري سور، ژیړ، ځینې وختونه نسواري ژیړ، د غوړ چمک سره، بشپړ درز، د Mohs سختۍ 5-5.5، او د 4.9-5.5 ځانګړي جاذبې وړتیا.

په چین کې د ځینو پلیسر ډوله نادره ځمکو زیرمو اصلي کاني منرال مونازایټ دی، چې په عمده توګه په تونګچینګ، هوبي، یویانګ، هونان، شانګراو، جیانګسي، مینګهای، یونان او هی کاونټي، ګوانګسي کې موقعیت لري. په هرصورت، د پلیسر ډوله نادره ځمکو سرچینو استخراج اکثرا اقتصادي اهمیت نلري. یوازینۍ ډبرې ډیری وختونه انعکاسي توریوم عناصر لري او د سوداګریزو پلوټونیم اصلي سرچینه هم ده.

۳، د پیټینټ پینورامیک تحلیل پراساس په اټومي فیوژن او اټومي فیژن کې د نادر ځمکې کارولو عمومي کتنه

وروسته له دې چې د نادره ځمکې د لټون عناصرو کلیدي کلمې په بشپړه توګه پراخې شي، دوی د اټومي فیوژن او اټومي فیوژن د پراختیا کیلي او طبقه بندي شمیرو سره یوځای کیږي، او په انکوپټ ډیټابیس کې پلټل کیږي. د لټون نیټه د اګست 24، 2020 ده. 4837 پیټینټونه د ساده کورنۍ یوځای کیدو وروسته ترلاسه شوي، او 4673 پیټینټونه د مصنوعي شور کمولو وروسته ټاکل شوي.

د اټومي انشقاق یا اټومي فیوژن په برخه کې د نادره ځمکې د پیټینټ غوښتنلیکونه په 56 هیوادونو/سیمو کې ویشل شوي، چې په عمده توګه په جاپان، چین، متحده ایالاتو، جرمني او روسیې او نورو کې متمرکز دي. د پام وړ شمیر پیټینټونه د PCT په بڼه پلي کیږي، چې له دې جملې څخه د چینایي پیټینټ ټیکنالوژۍ غوښتنلیکونه مخ په زیاتیدو دي، په ځانګړې توګه له 2009 راهیسې، د چټکې ودې مرحلې ته ننوځي، او جاپان، متحده ایالات او روسیه د ډیرو کلونو لپاره پدې برخه کې ترتیب ته دوام ورکړی دی (شکل 1).

شکل ۱ په هیوادونو/سیمو کې د اټومي اټومي انشقاق او اټومي فیوژن کې د نادره ځمکې کارولو پورې اړوند د ټیکنالوژۍ پیټینټونو د غوښتنلیک رجحان

د تخنیکي موضوعاتو له تحلیل څخه لیدل کیدی شي چې په اټومي فیوژن او اټومي فیوژن کې د نادره ځمکې کارول د سونګ توکو عناصرو، سینټیلیټرونو، وړانګو کشف کونکو، ایکټینایډونو، پلازما، اټومي ریکټورونو، محافظتي موادو، نیوټرون جذب او نورو تخنیکي لارښوونو تمرکز کوي.

۴، په اټومي موادو کې د نادره ځمکو عناصرو ځانګړي غوښتنلیکونه او کلیدي پیټینټ څیړنه

د دوی په منځ کې، په اټومي موادو کې د اټومي فیوژن او اټومي فیوژن تعاملات شدید دي، او د موادو اړتیاوې سختې دي. اوس مهال، د بریښنا ری ایکټرونه په عمده توګه د اټومي فیوژن ری ایکټرونه دي، او فیوژن ری ایکټرونه ممکن د 50 کلونو وروسته په لویه کچه مشهور شي. دنادره ځمکهد ری ایکټر ساختماني موادو کې عناصر؛ په ځانګړو اټومي کیمیاوي برخو کې، د ځمکې نادر عناصر په عمده توګه د کنټرول راډونو کې کارول کیږي؛ سربیره پردې،سکنډیمهمدارنګه په راډیو کیمیا او اټومي صنعت کې هم کارول شوی دی.

(۱) د احتراق وړ زهر یا کنټرول راډ په توګه د نیوټرون کچه او د اټومي ریکټور بحراني حالت تنظیمولو لپاره

په بریښنایی ری ایکټرونو کې، د نویو کورونو لومړني پاتې شوني تعامل عموما نسبتا لوړ وي. په ځانګړي توګه د لومړي تیلو ډکولو دورې په لومړیو مرحلو کې، کله چې په کور کې ټول اټومي سونګ نوي وي، پاتې شوني تعامل ترټولو لوړ وي. پدې مرحله کې، د پاتې شوني تعامل لپاره د جبران کولو لپاره یوازې د کنټرول راډونو په زیاتولو تکیه کول به نور کنټرول راډونه معرفي کړي. هر کنټرول راډ (یا راډ بنډل) د پیچلي چلولو میکانیزم معرفي کولو سره مطابقت لري. له یوې خوا، دا لګښتونه زیاتوي، او له بلې خوا، د فشار رګونو په سر کې د سوریو پرانیستل کولی شي د ساختماني ځواک کمښت لامل شي. نه یوازې دا غیر اقتصادي دی، بلکې دا هم اجازه نلري چې د فشار رګونو په سر کې یو ټاکلی مقدار پورسیت او ساختماني ځواک ولري. په هرصورت، د کنټرول راډونو زیاتولو پرته، دا اړینه ده چې د کیمیاوي تاوان ورکوونکي زهرجنو غلظت (لکه بوریک اسید) زیات کړئ ترڅو د پاتې عکس العمل لپاره جبران شي. پدې حالت کې، د بورون غلظت د حد څخه ډیریدل اسانه دي، او د ماډریټر د تودوخې ضخامت به مثبت شي.

د پورته ذکر شویو ستونزو څخه د مخنیوي لپاره، د احتراق وړ زهرجنو موادو، کنټرول راډونو، او کیمیاوي معاوضې کنټرول ترکیب عموما د کنټرول لپاره کارول کیدی شي.

(۲) د ریکټور ساختماني موادو د فعالیت د لوړولو لپاره د ډوپینټ په توګه

ریکټورونه ساختماني اجزاو او د سونګ توکو عناصرو ته اړتیا لري چې د ځواک، زنګ وهلو مقاومت، او لوړ حرارتي ثبات یو ټاکلی کچه ولري، پداسې حال کې چې د فشن محصولاتو د یخولو موادو ته د ننوتلو مخه هم نیسي.

۱) .نادر ځمکنی فولاد

اټومي ریکټور خورا فزیکي او کیمیاوي شرایط لري، او د ریکټور هره برخه د کارول شوي ځانګړي فولادو لپاره لوړې اړتیاوې هم لري. د نادره ځمکې عناصر په فولادو باندې ځانګړي تعدیل اغیزې لري، په عمده توګه پاکول، میټامورفیزم، مایکرو الیاژ کول، او د زنګ مقاومت ښه کول. د نادره ځمکې لرونکي فولاد هم په اټومي ریکټورونو کې په پراخه کچه کارول کیږي.

① د پاکولو اغیز: موجوده څیړنو ښودلې چې نادره ځمکې په لوړه تودوخه کې په ویل شوي فولادو باندې ښه پاکولو اغیزه لري. دا ځکه چې نادره ځمکې کولی شي د ویل شوي فولادو کې د اکسیجن او سلفر په څیر زیان رسونکي عناصرو سره عکس العمل وښيي ترڅو د لوړې تودوخې مرکبات رامینځته کړي. د لوړ تودوخې مرکبات کولی شي د ویل شوي فولادو د کنډنس کیدو دمخه د شمولیت په بڼه توزیع او خارج شي، په دې توګه په ویل شوي فولادو کې د ناپاکۍ مینځپانګه کموي.

② میټامورفیزم: له بلې خوا، هغه اکسایډونه، سلفایډونه یا اکسی سلفایډونه چې د نایاب ځمکې د غبرګون له امله په پړسیدلي فولادو کې د زیان رسوونکو عناصرو لکه اکسیجن او سلفر سره رامینځته کیږي په جزوي ډول په پړسیدلي فولادو کې ساتل کیدی شي او د لوړ خټکي نقطې سره د فولادو شاملول کیدی شي. دا شاملولونه د پړسیدلي فولادو د ټینګیدو پرمهال د متفاوت نیوکلیشن مرکزونو په توګه کارول کیدی شي، پدې توګه د فولادو شکل او جوړښت ښه کوي.

③ مایکرو اللوینګ: که چیرې د نادره ځمکې اضافه نوره هم زیاته شي، نو پاتې نادره ځمکه به د پورته پاکولو او میټامورفیزم بشپړیدو وروسته په فولادو کې منحل شي. څرنګه چې د نادره ځمکې اټومي شعاع د اوسپنې اتوم څخه لویه ده، نو نادره ځمکه د سطحې فعالیت لوړ دی. د پخې شوي فولادو د ټینګولو پروسې په جریان کې، د نادره ځمکې عناصر د غلې دانې په حد کې بډایه کیږي، کوم چې کولی شي د غلې دانې په حد کې د ناپاکو عناصرو جلا کول په ښه توګه کم کړي، پدې توګه جامد محلول پیاوړی کوي او د مایکرو اللوینګ رول لوبوي. له بلې خوا، د نادره ځمکو د هایدروجن ذخیره کولو ځانګړتیاو له امله، دوی کولی شي په فولادو کې هایدروجن جذب کړي، په دې توګه د فولادو د هایدروجن د ککړتیا پدیده په مؤثره توګه ښه کړي.

④ د زنګ وهلو مقاومت ښه کول: د نادره ځمکو عناصرو اضافه کول کولی شي د فولادو د زنګ وهلو مقاومت هم ښه کړي. دا ځکه چې نادره ځمکې د سټینلیس سټیل په پرتله د ځان زنګ وهلو لوړ ظرفیت لري. له همدې امله، د نادره ځمکو اضافه کول کولی شي د سټینلیس سټیل د ځان زنګ وهلو ظرفیت زیات کړي، په دې توګه د زنګ وهونکي رسنیو کې د فولادو ثبات ښه کوي.

۲) د کلیدي پیټینټ مطالعه

کلیدي پیټینټ: د چین د علومو اکاډمۍ د فلزاتو انسټیټیوټ لخوا د اکسایډ خپریدو د پیاوړي ټیټ فعالولو فولادو او د هغې د چمتو کولو میتود اختراع پیټینټ

د پیټینټ لنډیز: د فیوژن ریکټورونو او د هغې د چمتو کولو میتود لپاره مناسب د آکسایډ خپریدو پیاوړی ټیټ فعالولو فولاد چمتو شوی، چې ځانګړتیا یې دا ده چې د ټیټ فعالولو فولادو په ټول وزن کې د الیاژ عناصرو سلنه دا ده: میټریکس Fe دی، 0.08٪ ≤ C ≤ 0.15٪، 8.0٪ ≤ Cr ≤ 10.0٪، 1.1٪ ≤ W ≤ 1.55٪، 0.1٪ ≤ V ≤ 0.3٪، 0.03٪ ≤ Ta ≤ 0.2٪، 0.1 ≤ Mn ≤ 0.6٪، او 0.05٪ ≤ Y2O3 ≤ 0.5٪.

د تولید پروسه: د Fe-Cr-WV-Ta-Mn د مور الیاژ ویلې کول، د پوډر اتومائزیشن، د مور الیاژ لوړ انرژي بال ملنګ اود Y2O3 نانو ذرهمخلوط پوډر، د پوډر پوښ استخراج، د ټینګولو مولډینګ، ګرم رولینګ، او د تودوخې درملنه.

د نادره ځمکې د اضافه کولو طریقه: د نانو پیمانه اضافه کړئد Y2O3د لوړ انرژۍ بال ملنګ لپاره د اصلي الیاژ اتومي شوي پوډر ته ذرات، د بال ملنګ میډیم Φ 6 او Φ 10 مخلوط سخت فولادي بالونه دي، د بال ملنګ اتموسفیر 99.99٪ ارګون ګاز سره، د بال موادو د ډله ایز تناسب (8-10): 1، د بال ملنګ وخت 40-70 ساعته، او د 350-500 r/min د گردش سرعت.

۳). د نیوټرون وړانګو محافظتي موادو جوړولو لپاره کارول کیږي

① د نیوټرون وړانګو د ساتنې اصل

نیوټرونونه د اټومي هستې اجزا دي، چې د جامد وزن ۱.۶۷۵ × ۱۰-۲۷ کیلوګرامه دی، چې د الکترونیکي وزن ۱۸۳۸ ځله دی. د هغې شعاع تقریبا ۰.۸ × ۱۰-۱۵ متره ده، د پروټون په اندازه کې ورته ده، د γ په څیر وړانګې په مساوي ډول چارج نه لري. کله چې نیوټرونونه د مادې سره تعامل کوي، دوی په عمده توګه د هستې دننه د هستې ځواکونو سره تعامل کوي، او په بهرنۍ پوښ کې د الکترونونو سره تعامل نه کوي.

د اټومي انرژۍ او اټومي ری ایکټر ټیکنالوژۍ د چټک پرمختګ سره، د اټومي وړانګو خوندیتوب او د اټومي وړانګو ساتنې ته ډیره پاملرنه شوې ده. د هغو آپریټرانو لپاره د وړانګو ساتنې پیاوړتیا لپاره چې د اوږدې مودې لپاره د وړانګو تجهیزاتو ساتنې او د حادثې ژغورنې کې بوخت دي، د محافظتي جامو لپاره د سپک وزن لرونکي محافظتي مرکباتو رامینځته کول خورا علمي اهمیت او اقتصادي ارزښت لري. نیوټرون وړانګې د اټومي ری ایکټر وړانګو ترټولو مهمه برخه ده. عموما، د انسانانو سره په مستقیم تماس کې ډیری نیوټرونونه د اټومي ری ایکټر دننه د ساختماني موادو د نیوټرون محافظتي اغیزې وروسته د ټیټ انرژۍ نیوټرونونو ته ورو شوي دي. د ټیټ انرژۍ نیوټرونونه به د ټیټ اټومي شمیر سره نیوکلی سره په لچک سره ټکر وکړي او اعتدال ته دوام ورکړي. معتدل حرارتي نیوټرونونه به د لوی نیوټرون جذب کراس برخو سره د عناصرو لخوا جذب شي، او په پای کې د نیوټرون محافظتي ترلاسه شي.

② د کلیدي پیټینټ مطالعه

د سوري او عضوي-غیر عضوي هایبرډ ځانګړتیاوېد ځمکې نادره عنصرګیډولینیمد فلزي عضوي کنکال مواد د پولیتیلین سره خپل مطابقت زیاتوي، ترکیب شوي مرکب مواد هڅوي چې د ګادولینیم لوړ مینځپانګه او ګادولینیم خپریدل ولري. د ګادولینیم لوړ مینځپانګه او خپریدل به په مستقیم ډول د مرکب موادو د نیوټرون محافظت فعالیت اغیزه وکړي.

کلیدي پیټینټ: د هیفي د موادو ساینس انسټیټیوټ، د چین د علومو اکاډمۍ، د ګیډولینیم پر بنسټ د عضوي چوکاټ مرکب محافظتي موادو اختراع پیټینټ او د هغې د چمتو کولو طریقه

د پیټینټ لنډیز: د ګیدولینیم پر بنسټ د فلزي عضوي کنکال مرکب محافظتي مواد یو مرکب مواد دی چې د مخلوط کولو له لارې جوړیږيګیډولینیمد فلزي عضوي کنکال مواد چې د پولیټین سره د 2:1:10 وزن په تناسب کې جوړ شوي او د محلول تبخیر یا ګرم فشار له لارې یې جوړوي. د ګیدولینیم پر بنسټ د فلزي عضوي کنکال مرکب محافظتي مواد لوړ حرارتي ثبات او د حرارتي نیوټرون محافظتي وړتیا لري.

د تولید پروسه: مختلف انتخاب کولګیډولینیم فلزمالګې او عضوي لیګنډونه د ګیدولینیم پر بنسټ د فلزي عضوي کنکال موادو مختلف ډولونه چمتو او ترکیب کوي، د سینټرفیوګیشن له لارې د میتانول، ایتانول، یا اوبو د کوچنیو مالیکولونو سره مینځل، او د خلا شرایطو لاندې یې په لوړه تودوخه کې فعالول ترڅو د ګیدولینیم پر بنسټ د فلزي عضوي کنکال موادو په سوریو کې پاتې غیر تعامل شوي خام مواد په بشپړ ډول لرې کړي؛ د ګیدولینیم پر بنسټ د عضوي میټالیک کنکال مواد چې په ګام کې چمتو شوي د پولی ایتیلین لوشن سره په لوړ سرعت سره یا الټراسونیک ډول سره ګډیږي، یا د ګیدولینیم پر بنسټ د عضوي میټالیک کنکال مواد چې په ګام کې چمتو شوي د الټرا لوړ مالیکولر وزن پولی ایتیلین سره په لوړه تودوخه کې مخلوط کیږي تر هغه چې په بشپړ ډول مخلوط شي؛ په یوشان ډول مخلوط شوي ګیدولینیم پر بنسټ د فلزي عضوي کنکال مواد/پولی ایتیلین مخلوط په مولډ کې ځای په ځای کړئ، او د وچولو له لارې جوړ شوي ګیدولینیم پر بنسټ د فلزي عضوي کنکال مرکب محافظتي مواد ترلاسه کړئ ترڅو د محلول تبخیر یا ګرم فشار ته وده ورکړي؛ چمتو شوي ګیدولینیم پر بنسټ د فلزي عضوي کنکال مرکب محافظتي مواد د خالص پولی ایتیلین موادو په پرتله د تودوخې مقاومت، میخانیکي ملکیتونه، او غوره حرارتي نیوټرون محافظتي وړتیا د پام وړ ښه کړې.

د نادره ځمکې د اضافه کولو حالت: Gd2 (BHC) (H2O) 6، Gd (BTC) (H2O) 4 یا Gd (BDC) 1.5 (H2O) 2 سوري کرسټالین همغږي پولیمر چې ګادولینیم لري، کوم چې د همغږۍ پولیمرائزیشن لخوا ترلاسه کیږي.Gd (NO3) 3 • 6H2O یا GdCl3 • 6H2Oاو عضوي کاربوکسیلیټ لیګنډ؛ د ګیدولینیم پر بنسټ د فلزي عضوي کنکال موادو اندازه 50nm-2 μ m ده؛ د ګیدولینیم پر بنسټ د فلزي عضوي کنکال مواد مختلف مورفولوژي لري، پشمول د دانه دار، راډ شکل، یا د ستنې شکل شکلونه.

(۴) د تطبیقسکینډیمپه راډیو کیمیا او اټومي صنعت کې

د سکینډیم فلز ښه حرارتي ثبات او د فلورین د جذب قوي فعالیت لري، چې دا د اټومي انرژۍ صنعت کې یو اړین مواد جوړوي.

کلیدي پیټینټ: د چین د فضايي پراختیا بیجینګ د هوایی موادو انسټیټیوټ، د المونیم زنک مګنیزیم سکینډیم الیاژ لپاره د اختراع پیټینټ او د هغې د چمتو کولو طریقه

د پیټینټ لنډیز: د المونیم زنکد مګنیزیم سکینډیم الیاژاو د هغې د چمتو کولو طریقه. د المونیم زنک مګنیزیم سکینډیم الیاژ کیمیاوي جوړښت او د وزن سلنه دا دي: Mg 1.0% -2.4%، Zn 3.5% -5.5%، Sc 0.04% -0.50%، Zr 0.04% -0.35%، ناپاکۍ Cu ≤ 0.2%، Si ≤ 0.35%، Fe ≤ 0.4%، نور ناپاکۍ واحد ≤ 0.05%، نور ناپاکۍ ټولټال ≤ 0.15%، او پاتې اندازه Al ده. د دې المونیم زنک مګنیزیم سکینډیم الیاژ موادو مایکرو جوړښت یونیفورم دی او فعالیت یې مستحکم دی، د 400MPa څخه ډیر د وروستي تناسلي ځواک سره، د 350MPa څخه ډیر د حاصلاتو ځواک، او د ویلډ شوي بندونو لپاره د 370MPa څخه ډیر د تناسلي ځواک سره. د موادو محصولات په فضا، اټومي صنعت، ترانسپورت، سپورتي توکو، وسلو او نورو برخو کې د ساختماني عناصرو په توګه کارول کیدی شي.

د تولید پروسه: لومړی ګام، د پورته الیاژ جوړښت سره سم اجزا؛ دوهم ګام: د 700 ℃ ~ 780 ℃ په تودوخه کې د ویلې کولو په بټۍ کې ویلې کړئ؛ دریم ګام: په بشپړ ډول ویلې شوي فلزي مایع پاک کړئ، او د تصفیې پرمهال د 700 ℃ ~ 750 ℃ ​​په حد کې د فلزي تودوخه وساتئ؛ څلورم ګام: د تصفیې وروسته، باید په بشپړ ډول د ولاړیدو اجازه ورکړل شي؛ پنځم ګام: د بشپړ ودریدو وروسته، کاسټ کول پیل کړئ، د فرنس تودوخه د 690 ℃ ~ 730 ℃ په حد کې وساتئ، او د کاسټ کولو سرعت 15-200mm/دقیقه دی؛ شپږم ګام: د تودوخې فرنس کې د الیاژ انګوټ باندې د همجنس کولو انیلینګ درملنه ترسره کړئ، د 400 ℃ ~ 470 ℃ د همجنس کولو تودوخې سره؛ اووم ګام: د همجنس کولو بټۍ پاک کړئ او د 2.0 ملي میتر څخه ډیر د دیوال ضخامت سره پروفایلونه تولیدولو لپاره ګرم اخراج ترسره کړئ. د ایستلو پروسې په جریان کې، بیلټ باید د 350 ℃ څخه تر 410 ℃ پورې په تودوخه کې وساتل شي؛ 8 ګام: د محلول د قوی کولو درملنې لپاره پروفایل فشار کړئ، د محلول د تودوخې 460-480 ℃ سره؛ 9 ګام: د جامد محلول د قوی کولو 72 ساعتونو وروسته، په لاسي ډول د عمر زیاتولو ته اړ کړئ. د لاسي قوی عمر زیاتولو سیسټم دا دی: 90~110 ℃/24 ساعته+170~180 ℃/5 ساعته، یا 90~110 ℃/24 ساعته+145~155 ℃/10 ساعته.

۵، د څېړنې لنډیز

په ټوله کې، نادره ځمکې په پراخه کچه په اټومي فیوژن او اټومي انشقاق کې کارول کیږي، او په تخنیکي لارښوونو کې ډیری پیټینټ ترتیبونه لري لکه د ایکس رې اکسیټیشن، پلازما جوړښت، د سپکو اوبو ری ایکټر، ټرانس یورانیم، یورانیل او اکسایډ پوډر. د ری ایکټر موادو په اړه، نادره ځمکې د ری ایکټر ساختماني موادو او اړوند سیرامیک موصلیت موادو، کنټرول موادو او نیوټرون وړانګو محافظت موادو په توګه کارول کیدی شي.