په اټومي موادو کې د ځمکې د نادر عناصرو کارول

1، د اټومي موادو تعریف

په پراخه معنی، اټومي مواد د هغو موادو لپاره عمومي اصطلاح ده چې په ځانګړي ډول په اټومي صنعت او اټومي ساینسي څیړنو کې کارول کیږي، پشمول د اټومي سونګ او اټومي انجینرۍ مواد، د بیلګې په توګه غیر اټومي سونګ مواد.

په عام ډول اټومي موادو ته ویل کیږي په عمده توګه هغه موادو ته اشاره کوي چې د ریکټور په بیلابیلو برخو کې کارول کیږي، چې د ریکتور موادو په نوم هم پیژندل کیږي. د ریکټور موادو کې اټومي سونګ شامل دي چې د نیوټرون بمبارۍ لاندې اټومي فزیشن کیږي، د اټومي سونګ اجزاو لپاره کلاډینګ مواد، کولنټ، د نیوټرون ماډریټرونه (منډرټر)، د کنټرول راډ مواد چې په کلکه نیوټرون جذبوي، او انعکاس مواد چې د نیوټرون څخه بهر د نیوټرون لیکیدو مخه نیسي.

2، د ځمکې د نادرو سرچینو او اټومي سرچینو ترمنځ شریک تړاو

Monazite، چې د فاسفوسرایټ او فاسفوسرایټ په نوم هم یادیږي، په منځني اسید ایګنیوس راک او میټامورفیک ډبرې کې یو عام لاس رسی منرال دی. مونازیت د ځمکې د نادره فلزاتو یو له مهمو منرالونو څخه دی، او په ځینو سلیمینتي ډبرو کې هم شتون لري. نسواري سور، ژېړ، کله ناکله نسواري زېړ، د غوړي روښانه سره، بشپړ فاصله، د 5-5.5 د محس سختۍ، او د 4.9-5.5 ځانګړې جاذبه.

په چين کې د ځينو پلاسر ډوله نادره ځمکي د زيرمو اصلي معدن مونازيت دی چې په عمده توګه په تونګ چينګ، هوبي، يويانګ، هونان، شانګراو، جيانګ شي، مينګ های، يون نان او هو کاونټي، ګوانګ شي کې موقعيت لري. په هرصورت، د پلیسر ډوله نادره ځمکې سرچینې استخراج اکثرا اقتصادي اهمیت نلري. یوازینۍ ډبرې ډیری وختونه انعکاس لرونکی توریوم عناصر لري او د سوداګریز پلوتونیم اصلي سرچینه هم ده.

3، د پیټنټ پینورامیک تحلیل پراساس په اټومي فیوژن او اټومي فیوژن کې د نادر ځمکې غوښتنلیک عمومي کتنه

وروسته له دې چې د نادر ځمکې لټون عناصرو کلیدي کلمې په بشپړه توګه پراخې شوې، دوی د پراختیا کلیدونو او د اټومي فیوژن او اټومي فیوژن د ډلبندۍ شمیرې سره یوځای شوي، او د Incopt ډیټابیس کې لټون شوي. د لټون نیټه د اګست 24، 2020 ده. 4837 پیټینټونه د ساده کورنۍ ادغام وروسته ترلاسه شوي، او 4673 پیټینټونه د مصنوعي شور کمولو وروسته ټاکل شوي.

د اټومي فیوژن یا اټومي فیوژن په برخه کې د نادر ځمکې پیټینټ غوښتنلیکونه په 56 هیوادونو / سیمو کې ویشل شوي چې په عمده توګه په جاپان، چین، متحده ایالاتو، آلمان او روسیه کې متمرکز دي. د پام وړ شمیر پیټینټونه د PCT په بڼه پلي شوي. د چین د پیټینټ ټیکنالوژۍ غوښتنلیکونه په ځانګړې توګه له 2009 راهیسې په چټکۍ سره د ودې مرحلې ته داخل شوي، او جاپان، متحده ایالاتو او روسیې د دې ترتیب کولو ته دوام ورکړی دی. په دې ساحه کې د ډیرو کلونو لپاره (شکل 1).

شکل 1 په هیوادونو/سیمو کې د اټومي اټومي فزیشن او اټومي فیوژن کې د نادر ځمکې غوښتنلیک پورې اړوند د ټیکنالوژۍ پیټینټ غوښتنلیک رجحان

دا د تخنیکي موضوعاتو له تحلیل څخه لیدل کیدی شي چې په اټومي فیوژن او اټومي فزیشن کې د نادر ځمکې پلي کول د سونګ عناصرو، سینټیلیټرونو، وړانګو کشف کونکي، ایکټینایډز، پلازما، اټومي ریکټور، د ساتنې موادو، د نیوټرون جذب او نورو تخنیکي لارښوونو تمرکز کوي.

4، په اټومي موادو کې د ځمکې د نادر عناصرو ځانګړي غوښتنلیکونه او کلیدي پیټینټ څیړنه

د دوی په منځ کې، په اټومي موادو کې اټومي فیوژن او اټومي فیوژن تعاملات شدید دي، او د موادو اړتیاوې سختې دي. په اوس وخت کې، د بریښنا ریکټورونه په عمده توګه د اتومي فشن ریکټورونه دي، او د فیوژن ریکټورونه ممکن د 50 کلونو وروسته په لویه کچه مشهور شي. د غوښتنلیکنادره ځمکهعناصر په ریکټور ساختماني موادو کې؛ په ځانګړو اټومي کیمیاوي برخو کې، د ځمکې نادر عناصر په عمده توګه د کنټرول راډونو کې کارول کیږي؛ سربیره،سکینډیمپه رادیو کیمیا او اټومي صنعت کې هم کارول شوی.

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

د بریښنا په ریکټورونو کې، د نوو کورونو ابتدايي پاتې کیدونکي تعامل عموما نسبتا لوړ وي. په ځانګړې توګه د لومړي تیلو د دورې په لومړیو پړاوونو کې، کله چې په کور کې ټول اټومي تیلو نوي وي، پاتې عکس العمل خورا لوړ وي. په دې وخت کې، یوازې د کنټرول راډونو په زیاتوالي باندې تکیه کول ترڅو د پاتې کیدو تعاملاتو لپاره جبران شي د کنټرول نور ریښې معرفي کړي. هر کنټرول راډ (یا د راډ بنډل) د پیچلي موټر چلولو میکانیزم معرفي کولو سره مطابقت لري. له یوې خوا ، دا لګښتونه ډیروي ، او له بلې خوا ، د فشار رګ سر کې سوراخ خلاصیدل کولی شي د جوړښت ځواک کمولو لامل شي. نه یوازې دا غیر اقتصادي دی، مګر دا اجازه هم نلري چې د فشار رګ په سر کې یو ټاکلی مقدار او ساختماني ځواک ولري. په هرصورت، پرته له دې چې د کنټرول راډونه زیات کړي، دا اړینه ده چې د کیمیاوي تاوان ورکولو زهرجن (لکه بوریک اسید) غلظت زیات کړي ترڅو د پاتې غبرګون لپاره تاوان ورکړي. په دې حالت کې، د بورون غلظت لپاره دا اسانه ده چې د حد څخه زیات شي، او د منځګړیتوب د حرارت درجه به مثبت شي.

د پورته ذکر شویو ستونزو څخه د مخنیوي لپاره، د سوځیدونکو زهرجنو ترکیب، د کنټرول راډونه، او کیمیاوي خساره کنټرول عموما د کنټرول لپاره کارول کیدی شي.

（2） د ریکټور ساختماني موادو فعالیت ته وده ورکولو لپاره د ډوپینټ په توګه

ریکټورونه ساختماني اجزاو او د سونګ عناصرو ته اړتیا لري ترڅو د یوې ټاکلې کچې ځواک، د کنډک مقاومت، او لوړ حرارتي ثبات ولري، پداسې حال کې چې د فیشن محصولاتو کولینټ ته د ننوتلو مخه نیسي.

1) .نایاب ځمکه فولاد

اټومي ریکټور خورا فزیکي او کیمیاوي شرایط لري، او د ریکټور هره برخه هم د کارول شوي ځانګړي فولادو لپاره لوړې اړتیاوې لري. د ځمکې نادر عناصر په فولادو کې ځانګړي تعدیل اغیزې لري، په عمده توګه د پاکولو، میټامورفیزم، مایکرو ایللوینګ، او د زنګ مقاومت ښه کول شامل دي. نادره ځمکه چې فولاد لري هم په پراخه کچه په اټومي ریکټورونو کې کارول کیږي.

① د پاکولو اغیز: موجوده څیړنو ښودلې چې نادره ځمکه په لوړه تودوخه کې په پړسیدلي فولاد باندې د پاکولو ښه اغیزه لري. دا ځکه چې نادره ځمکه کولی شي د زیان رسونکي عناصرو سره عکس العمل وکړي لکه اکسیجن او سلفر په فولادو کې د تودوخې لوړ مرکبات تولید کړي. د لوړې تودوخې مرکبات د پړسیدلي فولادو کنډنس دمخه د شاملیدو په شکل کې پریپیټیټ او خارج کیدی شي ، پدې توګه په فولادو کې د ناپاکۍ مینځپانګه کموي.

② میټامورفیزم: له بلې خوا، اکسایدونه، سلفایډونه یا اکسی سلفایډونه چې د ضرر لرونکي عناصرو لکه اکسیجن او سلفر سره په پړسیدلي فولاد کې د نادر ځمکې عکس العمل له امله رامینځته کیږي په جزوي ډول په پړسیدلي فولاد کې ساتل کیدی شي او د لوړ خټکي نقطې سره د فولادو شاملول کیږي. . دا شاملول د متضاد نیوکلیشن مرکزونو په توګه کارول کیدی شي د فولادو د قوي کیدو په جریان کې ، پدې توګه د فولاد شکل او جوړښت ته وده ورکوي.

③ Microalloying: که چیرې د نادر ځمکې اضافه نوره هم زیاته شي، پاتې نادره ځمکه به د پورتنۍ پاکولو او میټامورفیزم بشپړیدو وروسته په فولاد کې منحل شي. څرنګه چې د ځمکې اتومي وړانګې د اوسپنې د اتوم په پرتله لوی دي، نادره ځمکه د سطحې فعالیت لوړ دی. د فولادو د ټینګولو پروسې په جریان کې، د خاورې نادر عناصر د دانې په حد کې بډایه کیږي، کوم چې کولی شي د غلو په حد کې د ناپاک عناصرو جلا کول کم کړي، پدې توګه د جامد محلول پیاوړي کوي او د مایکرو ایللوینګ رول لوبوي. له بلې خوا، د نادرو ځمکو د هایدروجن ذخیره کولو ځانګړتیاو له امله، دوی کولی شي په فولاد کې هایدروجن جذب کړي، په دې توګه په مؤثره توګه د فولاد هایدروجن ګنډلو پدیده ښه کوي.

④ د زنګون مقاومت ښه کول: د ځمکې د نادر عناصرو اضافه کول هم کولی شي د فولادو د مقاومت مقاومت ښه کړي. دا ځکه چې نادره ځمکه د سټینلیس فولادو په پرتله د ځان د ککړتیا لوړه وړتیا لري. له همدې امله ، د نادرو ځمکو اضافه کول کولی شي د سټینلیس فولادو ځان سوځولو ظرفیت لوړ کړي ، په دې توګه په کنسرو میډیا کې د فولادو ثبات ته وده ورکوي.

2). کلیدي پیټینټ مطالعه

کلیدي پیټینټ: د اکسایډ توزیع اختراع پیټینټ د ټیټ فعالیت فولاد او د فلزاتو انسټیټیوټ لخوا د چمتو کولو طریقه پیاوړې کړه، د چین د علومو اکاډمۍ

د پیټینټ خلاصون: چمتو شوی د اکسایډ توزیع قوي شوی ټیټ فعاله فولاد د فیوژن ریکټورونو لپاره مناسب دی او د هغې د چمتو کولو میتود ، په دې کې مشخص شوی چې د ټیټ فعال فولاد په ټول ډله کې د الیاژ عناصرو سلنه په لاندې ډول 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٪

د تولید پروسه: Fe-Cr-WV-Ta-Mn د مور الیاژ بوی کول، د پوډر اتومائزیشن، د مور الماس د لوړ انرژی بال ملنګ اوY2O3 نانو پارټیکلمخلوط پوډر، د پوډر لفافه استخراج، د ټینګولو مولډینګ، ګرم رولینګ، او د تودوخې درملنه.

د نادر ځمکې اضافه کولو طریقه: نانوسکل اضافه کړئY2O3د لوړ انرژی بال ملنګ لپاره د اصلي الماس اتوم شوي پوډر ته ذرات، د بال ملنګ میډیم د Φ 6 او Φ 10 مخلوط سخت فولادو بالونو سره، د بال ملنګ اتموسفیر سره د 99.99 % ارګون ګاز، د بال مادی ډله ایز تناسب (8-) 10): 1، د 40-70 ساعتونو یو بال ملنګ وخت، او یو د حرکت سرعت 350-500 r/min.

3) د نیوټرون وړانګو محافظت موادو جوړولو لپاره کارول کیږي

① د نیوټرون وړانګو د ساتنې اصول

نیوټرون د اټومي هستوي اجزاو څخه دي، د 1.675 × 10-27 کیلو ګرامه جامد وزن سره، چې د بریښنایی وزن 1838 ځله دی. د هغې وړانګه تقریبا 0.8 × 10-15m ده، په اندازه کې د پروټون سره ورته، د γ شعاعو ته ورته دي په مساوي توګه بې چارج شوي. کله چې نیوټرون د مادې سره تعامل کوي، دوی په عمده توګه د نیوکلیوس دننه د اټومي ځواکونو سره تعامل کوي، او په بهر کې د الکترونونو سره تعامل نه کوي.

د اټومي انرژۍ او اټومي ریکټور ټیکنالوژۍ ګړندۍ پرمختګ سره ، د اټومي وړانګو خوندیتوب او د اټومي وړانګو محافظت ته ډیره پاملرنه شوې. د آپریټرانو لپاره د وړانګو محافظت پیاوړي کولو لپاره چې د اوږدې مودې لپاره د وړانګو تجهیزاتو ساتنه او د حادثې ژغورنې کې بوخت دي ، د محافظتي جامو لپاره د سپک وزن محافظت مرکبونو رامینځته کول خورا ساینسي اهمیت او اقتصادي ارزښت لري. د نیوټرون وړانګې د اټومي ریکټور وړانګو ترټولو مهمه برخه ده. عموما، ډیری نیوټرونونه چې د انسانانو سره په مستقیم تماس کې دي د اټومي ریکټور دننه د ساختماني موادو د نیوټرون محافظت اغیزې وروسته د ټیټ انرژی نیوټرون ته ورو شوي. د ټیټ انرژی نیوټرونونه به د ټیټ اټومي شمیر سره د نیوکلی سره ټکر وکړي او په اعتدال سره دوام وکړي. معتدل تودوخې نیوټرون به د عناصرو لخوا جذب شي چې د لوی نیوټرون جذب کراس برخې لري، او په پای کې به د نیوټرون محافظت ترلاسه شي.

② کلیدي پیټینټ مطالعه

د غیر عضوي او غیر عضوي هایبرډ ملکیتونهد ځمکې نادر عنصرgadoliniumد فلزي عضوي کنکال مواد د پولیتیلین سره خپل مطابقت زیاتوي، د ترکیب شوي مرکب موادو ته وده ورکوي ترڅو لوړ ګدولینیم مینځپانګه او د ګیدولینیم توزیع ولري. د لوړ ګدولینیم مینځپانګه او توزیع به مستقیم د مرکب موادو د نیوټرون محافظت فعالیت اغیزه وکړي.

کلیدي پیټینټ: د هیفي د موادو ساینس انسټیټیوټ، د چین د علومو اکاډمۍ، د ګازولینیم پر بنسټ د عضوي چوکاټ جامع محافظت موادو اختراع پیټینټ او د چمتو کولو طریقه

د پیټینټ خلاصون: د ګدولینیم پر بنسټ فلزي عضوي کنکال جامع محافظت مواد یو جامع مواد دی چې د مخلوط په واسطه رامینځته کیږيgadoliniumد 2:1:10 وزن په تناسب د پولی ایتلین سره د فلزي عضوي کنکال مواد او د محلول تبخیر یا ګرم فشار له لارې تشکیلوي. د ګدولینیم پر بنسټ د فلزي عضوي کنکال جامع محافظت مواد لوړ حرارتي ثبات او د حرارتي نیوټرون محافظت وړتیا لري.

د تولید پروسه: مختلف انتخابgadolinium فلزيمالګې او عضوي لیګنډونه د ګدولینیم پر بنسټ د فلزي عضوي کنکال موادو مختلف ډولونه چمتو او ترکیب کولو لپاره ، د میتانول ، ایتانول یا اوبو کوچني مالیکولونو سره د سینټرفیوګیشن په واسطه مینځل ، او د خلا شرایطو لاندې په لوړه تودوخه کې فعالول ترڅو پاتې غیر فعال شوي خام مواد په بشپړ ډول لرې کړي. د ګدولینیم پر بنسټ د فلزي عضوي کنکال په سوري کې مواد په ګام کې چمتو شوي د ګیدولینیم پر بنسټ ارګانومیټالیک کنکال مواد په لوړ سرعت کې د پولی ایتیلین لوشن سره مینځل کیږي ، یا په الټراسونیک ډول ، یا په ګام کې چمتو شوي د ګیدولینیم اساس ارګانومیټالیک کنکال مواد په لوړه تودوخه کې د الټرا - لوړ مالیکولر وزن پولیټین سره مخلوط کیږي تر هغه چې بشپړ مخلوط شي؛ په مولډ کې په مساوي ډول مخلوط شوي ګدولینیم میشته فلزي عضوي کنکال مواد / پولیتیلین مخلوط په مولډ کې ځای په ځای کړئ ، او د محلول تبخیر یا ګرم فشار ته وده ورکولو لپاره د وچولو له لارې رامینځته شوي ګدولینیم میشته فلزي عضوي کنکال جامع محافظت مواد ترلاسه کړئ؛ د ګدولینیم پر بنسټ چمتو شوي فلزي عضوي کنکال جامع محافظت مواد د تودوخې مقاومت، میخانیکي ملکیتونو، او د خالص پولیتیلین موادو په پرتله د غوره حرارتي نیوټرون محافظت وړتیا د پام وړ وده کړې.

د نایابه ځمکې اضافه کولو حالت: Gd2 (BHC) (H2O) 6، Gd (BTC) (H2O) 4 یا Gd (BDC) 1.5 (H2O) 2 پورس کرسټالین همغږي پولیمر چې ګادولینیم لري، چې د همغږۍ پولیمرائزیشن لخوا ترلاسه کیږي.Gd (NO3) 3 • 6H2O یا GdCl3 • 6H2Oاو عضوي کاربوکسیلټ لیګنډ؛ د ګدولینیم پر بنسټ د فلزي عضوي کنکال موادو اندازه 50nm-2 μm ده؛ د ګیدولینیم پر بنسټ د فلزي عضوي کنکال مواد مختلف مورفولوژي لري، په شمول د دانه، د راډ په شکل، یا د ستنې په شکل شکلونه.

(4) د غوښتنلیکسکینډیمپه رادیو کیمیا او اټومي صنعت کې

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

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

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

د تولید پروسه: 1 ګام، اجزا د پورته الیاژ ترکیب مطابق؛ 2 ګام: په 700 ℃ ~ 780 ℃ د تودوخې په تودوخه کې خړوب کړئ؛ 3 ګام: په بشپړه توګه خړوب شوي فلزي مایع پاک کړئ، او د فلزي تودوخې د 700 ℃ ~ 750 ℃ ​​د تصفیې پرمهال وساتئ؛ 4 ګام: د پاکولو وروسته، دا باید په بشپړه توګه اجازه ورکړل شي چې ودریږي؛ 5 ګام: وروسته له دې چې په بشپړ ډول ولاړ شئ، کاسټ کول پیل کړئ، د فرنس تودوخه د 690 ℃ ~ 730 ℃ حد کې وساتئ، او د کاسټ کولو سرعت 15-200mm/minute دی؛ شپږم ګام: د تودوخې په فرنس کې د الماس انګوټ باندې د هوموجنائزیشن اینیل کولو درملنه ترسره کړئ، د 400 ℃ ~ 470 ℃ د همغږي کولو تودوخې سره؛ 7 ګام: همغږي شوي انګټ پاک کړئ او د 2.0mm څخه ډیر دیوال ضخامت سره پروفایل تولیدولو لپاره ګرم اخراج ترسره کړئ. د استخراج پروسې په جریان کې، بیلټ باید د 350 ℃ څخه تر 410 ℃ د حرارت درجه کې وساتل شي؛ 8 ګام: د محلول شنډولو درملنې لپاره پروفایل فشار کړئ ، د محلول تودوخې د 460-480 ℃ سره؛ 9 ګام: د 72 ساعتونو د قوي محلول شنډولو وروسته ، په لاسي ډول عمر ورکول مجبور کړئ. د لاسي ځواک عمر سیسټم دا دی: 90 ~ 110 ℃ / 24 ساعته + 170 ~ 180 ℃ / 5 ساعته، یا 90 ~ 110 ℃ / 24 ساعته + 145 ~ 155 ℃ / 10 ساعته.

5، د څیړنې لنډیز

په ټوله کې، نادره ځمکه په پراخه کچه په اټومي فیوژن او اټومي فزیشن کې کارول کیږي، او په تخنیکي لارښوونو کې ډیری پیټینټ ترتیبونه لري لکه د ایکس رې حوصلې، پلازما جوړښت، د رڼا اوبو ریکټور، ټرانسورینیم، یورانیل او اکسایډ پوډر. لکه څنګه چې د ریکټر موادو لپاره ، نادره ځمکه د ریکتور ساختماني موادو او اړوندو سیرامیک موصلیت موادو ، کنټرول موادو او د نیوټرون وړانګو محافظت موادو په توګه کارول کیدی شي.