Cleachdadh Eileamaidean Tearc-talmhainn ann an Stuthan Niùclasach

1. Mìneachadh air Stuthan Niùclasach

Ann an seagh farsaing, is e stuth niùclasach an teirm choitcheann airson stuthan a thathas a’ cleachdadh a-mhàin ann an gnìomhachas niùclasach agus rannsachadh saidheansail niùclasach, a’ gabhail a-steach connadh niùclasach agus stuthan innleadaireachd niùclasach, ie stuthan connaidh neo-niùclasach.

Tha na stuthan niùclasach a thathas a’ cleachdadh gu cumanta a’ toirt iomradh sa mhòr-chuid air stuthan a thathas a’ cleachdadh ann an diofar phàirtean den reactar, ris an canar cuideachd stuthan reactar. Tha stuthan reactar a’ toirt a-steach connadh niùclasach a bhios a’ dol tro sgaradh niùclasach fo bhomadh neodron, stuthan còmhdaich airson co-phàirtean connaidh niùclasach, fuaradairean, luchd-riaghlaidh neodron (modaireatairean), stuthan slat smachd a bhios a’ gabhail a-steach neodronan gu làidir, agus stuthan meòrachail a chuireas casg air aodion neodronan taobh a-muigh an reactar.

2、 Dàimh cho-cheangailte eadar goireasan talmhainn tearc agus goireasan niùclasach

'S e monaisite, ris an canar fosfocerite agus fosfocerite cuideachd, mèinnear cumanta ann an creag teinnteach searbhagach eadar-mheadhanach agus creag mheatamorfach. 'S e monaisite aon de na prìomh mhèinnirean ann am mèinn meatailt talmhainn tearc, agus tha e cuideachd ann an cuid de chreagan grùideach. Dearg donn, buidhe, uaireannan buidhe donn, le deàrrsadh greasy, sgoltadh iomlan, cruas Mohs de 5-5.5, agus grabhataidh shònraichte de 4.9-5.5.

Is e monazite am prìomh mhèinnear mèinn ann an cuid de thasgaidhean talmhainn tearc seòrsa placer ann an Sìona, a tha suidhichte sa mhòr-chuid ann an Tongcheng, Hubei, Yueyang, Hunan, Shangrao, Jiangxi, Menghai, Yunnan, agus Siorrachd He, Guangxi. Ach, chan eil cudrom eaconamach aig toirt a-mach stòrasan talmhainn tearc seòrsa placer gu tric. Bidh clachan aonaranach gu tric a’ toirt a-steach eileamaidean thorium ath-fhillteach agus is iadsan cuideachd am prìomh thùs plutonium malairteach.

3、Sealladh farsaing air cleachdadh talmhainn tearc ann an co-thàthadh niùclasach agus sgoltadh niùclasach stèidhichte air mion-sgrùdadh farsaing peutant

Às dèidh do phrìomh fhaclan eileamaidean rannsachaidh talmhainn tearc a bhith air an leudachadh gu h-iomlan, thèid an cur còmhla ris na h-iuchraichean leudachaidh agus àireamhan seòrsachaidh sgoltadh niùclasach agus co-aonadh niùclasach, agus an sgrùdadh ann an stòr-dàta Incopt. Is e 24 Lùnastal 2020 ceann-latha an rannsachaidh. Fhuaireadh 4837 peutant às dèidh aonadh teaghlaich sìmplidh, agus chaidh 4673 peutant a dhearbhadh às dèidh lughdachadh fuaim fuadain.

Tha tagraidhean peutant talmhainn tearc ann an raon sgoltadh niùclasach no co-aonadh niùclasach air an sgaoileadh ann an 56 dùthaich/roinn, sa mhòr-chuid ann an Iapan, Sìona, na Stàitean Aonaichte, a’ Ghearmailt agus an Ruis, msaa. Tha àireamh mhòr de pheutantan air an cur a-steach ann an cruth PCT, agus tha tagraidhean teicneòlais peutant Sìneach air a bhith a’ dol am meud, gu sònraichte bho 2009, a’ dol a-steach do ìre fàis luath, agus tha Iapan, na Stàitean Aonaichte agus an Ruis air leantainn air adhart a’ cur an gnìomh an raoin seo airson iomadh bliadhna (Figear 1).

Figear 1 Gluasad tagraidh pheutantan teicneòlais co-cheangailte ri tagradh talmhainn tearc ann an sgoltadh niùclasach agus co-aonadh niùclasach ann an dùthchannan/roinnean

Chithear bhon anailis air cuspairean teicnigeach gu bheil cleachdadh talmhainn tearc ann an co-thàthadh niùclasach agus sgoltadh niùclasach ag amas air eileamaidean connaidh, scintillators, lorgairean rèididheachd, actinides, plasmas, reactaran niùclasach, stuthan dìon, gabhail a-steach neodron agus stiùiridhean teicnigeach eile.

4、 Tagraidhean Sònraichte agus Prìomh Rannsachadh Peutant air Eileamaidean Tearc-talmhainn ann an Stuthan Niùclasach

Nam measg, tha ath-bhualaidhean co-aonadh niùclasach agus roinneadh niùclasach ann an stuthan niùclasach dian, agus tha na riatanasan airson stuthan teann. An-dràsta, is e reactaran roinneadh niùclasach sa mhòr-chuid a th’ ann an reactaran cumhachd, agus dh’ fhaodadh reactaran co-aonadh a bhith mòr-chòrdte air sgèile mhòr às dèidh 50 bliadhna. Cleachdadhtalamh tearceileamaidean ann an stuthan structarail reactar; Ann an raointean ceimigeach niùclasach sònraichte, thathas a’ cleachdadh eileamaidean talmhainn tearc sa mhòr-chuid ann an slatan smachd; A bharrachd air an sin,scandiumchaidh a chleachdadh cuideachd ann an rèidio-cheimigeachd agus gnìomhachas niùclasach.

(1) Mar phuinnsean lasanta no slat smachd gus ìre neodron agus staid èiginneach reactar niùclasach atharrachadh

Ann an reactaran cumhachd, tha an ath-ghnìomhachd fuigheallach tùsail ann an cridheachan ùra gu math àrd sa chumantas. Gu h-àraidh anns na tràth ìrean den chiad chearcall ath-lìonaidh ath-lìonaidh, nuair a tha a h-uile connadh niùclasach anns a’ chridhe ùr, is e an ath-ghnìomhachd a tha air fhàgail as àirde. Aig an ìre seo, bhiodh barrachd slat smachd a’ tighinn a-steach le bhith an urra ri bhith a’ meudachadh slataichean smachd gus dìoladh a dhèanamh airson ath-ghnìomhachd a tha air fhàgail. Tha gach slat smachd (no pasgan slat) a’ freagairt ri bhith a’ toirt a-steach inneal dràibhidh iom-fhillte. Air an aon làimh, tha seo ag àrdachadh chosgaisean, agus air an làimh eile, faodaidh fosgladh thuill ann an ceann an t-soithich cuideim leantainn gu lùghdachadh ann an neart structarail. Chan e a-mhàin gu bheil e neo-eaconamach, ach chan eil e ceadaichte cuideachd ìre àraid de thòrrachd agus neart structarail a bhith air ceann an t-soithich cuideim. Ach, às aonais na slataichean smachd a mheudachadh, tha e riatanach dùmhlachd tocsainnean dìolaidh ceimigeach (leithid searbhag boric) a mheudachadh gus dìoladh a dhèanamh airson an ath-ghnìomhachd a tha air fhàgail. Anns a’ chùis seo, tha e furasta don dùmhlachd boron a dhol thairis air an stairsneach, agus bidh co-èifeachd teòthachd a’ mhodaireatair deimhinneach.

Gus na duilgheadasan a chaidh ainmeachadh roimhe a sheachnadh, faodar measgachadh de phuinnseanan lasanta, slataichean smachd, agus smachd dìolaidh ceimigeach a chleachdadh san fharsaingeachd airson smachd.

(2) Mar stuth-dòpaidh gus coileanadh stuthan structarail reactar a leasachadh

Feumaidh reactaran gum bi ìre shònraichte de neart, strì an aghaidh creimeadh, agus seasmhachd teirmeach àrd aig co-phàirtean structarail agus eileamaidean connaidh, agus aig an aon àm a’ cur casg air toraidhean fission bho bhith a’ dol a-steach don fhuaradair.

1) Stàilinn talmhainn tearc

Tha suidheachaidhean fiosaigeach is ceimigeach anabarrach aig an reactar niùclasach, agus tha riatanasan àrda aig gach pàirt den reactar airson an stàilinn shònraichte a thathar a’ cleachdadh. Tha buaidhean atharrachaidh sònraichte aig eileamaidean talmhainn tearc air stàilinn, gu sònraichte a’ gabhail a-steach glanadh, meatamorfachd, meanbh-aloidh, agus leasachadh strì an aghaidh creimeadh. Tha stàilinn anns a bheil talmhainn tearc cuideachd air an cleachdadh gu farsaing ann an reactaran niùclasach.

① Buaidh glanaidh: Tha rannsachadh a th’ ann mar-thà air sealltainn gu bheil buaidh glanaidh mhath aig talmhainnean tearc air stàilinn leaghte aig teòthachd àrd. Tha seo air sgàth ‘s gum faod talmhainnean tearc freagairt le eileamaidean cronail leithid ocsaidean agus pronnasg anns an stàilinn leaghte gus todhar àrd-teòthachd a chruthachadh. Faodar na todhar àrd-teòthachd a dhòrtadh agus a leigeil ma sgaoil ann an cruth in-ghabhail mus dùmhlaich an stàilinn leaghte, agus mar sin a’ lughdachadh susbaint neo-ghlainead an stàilinn leaghte.

② Meatamorfachd: air an làimh eile, faodar na h-ocsaidean, na sulfaidean no na h-ocsaidsulfaidean a thig bho bhith ag ath-bhualadh talmhainn tearc anns an stàilinn leaghte le eileamaidean cronail leithid ocsaidean agus pronnasg a chumail gu ìre anns an stàilinn leaghte agus a bhith nan stuthan a tha air an cur a-steach ann an stàilinn le puing leaghaidh àrd. Faodar na stuthan sin a chleachdadh mar ionadan niùclasach eadar-dhealaichte nuair a bhios an stàilinn leaghte a’ cruadhachadh, agus mar sin a’ leasachadh cumadh agus structar na stàilinn.

③ Microalloying: ma thèid barrachd talmhainn tearc a chur ris, thèid an talamh tearc a tha air fhàgail a sgaoileadh anns an stàilinn às dèidh don ghlanadh agus an meatamorfachadh gu h-àrd a bhith deiseil. Leis gu bheil radius atamach talmhainn tearc nas motha na radius atamach iarainn, tha gnìomhachd uachdar nas àirde aig talmhainn tearc. Rè pròiseas cruadhachaidh stàilinn leaghte, bidh eileamaidean talmhainn tearc air an neartachadh aig crìoch a’ ghràin, agus faodaidh seo sgaradh eileamaidean neo-ghlaine aig crìoch a’ ghràin a lughdachadh nas fheàrr, agus mar sin an leaghan cruaidh a neartachadh agus pàirt microalloying a chluich. Air an làimh eile, air sgàth feartan stòraidh haidridean talmhainn tearc, faodaidh iad haidridean a ghabhail a-steach ann an stàilinn, agus mar sin a’ leasachadh gu h-èifeachdach iongantas brisgeachd haidridean stàilinn.

④ A’ leasachadh strì an aghaidh creimeadh: Faodaidh cur-ris eileamaidean talmhainn tearc strì an aghaidh creimeadh stàilinn a leasachadh cuideachd. Tha seo air sgàth gu bheil comas fèin-chreimeadh nas àirde aig talmhainnean tearc na stàilinn gun smal. Mar sin, faodaidh cur-ris talmhainnean tearc comas fèin-chreimeadh stàilinn gun smal a mheudachadh, agus mar sin seasmhachd stàilinn ann am meadhanan creimneach a leasachadh.

2). Sgrùdadh Prìomh Pheutant

Prìomh phaitinn: patent innleachd airson stàilinn le gnìomhachd ìosal neartaichte le sgaoileadh ocsaid agus a dhòigh ullachaidh le Institiud nam Meatailtean, Acadamaidh Saidheansan Shìona

Geàrr-chunntas peutant: Tha stàilinn le gnìomhachd ìosal neartaichte le sgaoileadh ocsaid air a thoirt seachad a tha freagarrach airson reactaran co-thàthaidh agus an dòigh ullachaidh aige, air a chomharrachadh leis gu bheil an ceudad de eileamaidean aloidh ann am mais iomlan na stàilinn le gnìomhachd ìosal mar a leanas: is e am maitrís Fe, 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%, agus 0.05% ≤ Y2O3 ≤ 0.5%.

Pròiseas saothrachaidh: leaghadh aloidh màthair Fe-Cr-WV-Ta-Mn, atomization pùdar, bleith ball àrd-lùtha an aloidh màthair agusNano-mhìrean Y2O3pùdar measgaichte, às-tharraing còmhdach pùdar, cumadh cruaidheachaidh, roiligeadh teth, agus làimhseachadh teas.

Modh cur-ris talmhainn tearc: Cuir nanosgèile risY2O3mìrean ris a’ phùdar atamach den aloidh thùsail airson muilneachadh ball àrd-lùtha, leis a’ mheadhan muilneachaidh ball nan bàlaichean stàilinn chruaidh measgaichte Φ 6 agus Φ 10, le àile muilneachaidh ball de ghas argon 99.99%, co-mheas mais stuth ball de (8-10): 1, ùine muilneachaidh ball de 40-70 uair, agus astar rothlach de 350-500 r/min.

3). Air a chleachdadh gus stuthan dìon rèididheachd neodron a dhèanamh

① Prionnsabal dìon rèididheachd neodron

Tha niùtronan nan co-phàirtean de niùclas atamach, le mais statach de 1.675 × 10-27kg, a tha 1838 uiread mais an dealanach. Tha an radius aige timcheall air 0.8 × 10-15m, coltach ann am meud ri proton, coltach ri γ Tha gathan γ co-ionann gun luchd. Nuair a bhios niùtronan ag eadar-obrachadh le stuth, bidh iad ag eadar-obrachadh sa mhòr-chuid leis na feachdan niùclasach taobh a-staigh an niùclas, agus chan eil iad ag eadar-obrachadh leis na dealanan anns an t-slige a-muigh.

Le leasachadh luath lùth niùclasach agus teicneòlas reactar niùclasach, tha barrachd is barrachd aire air a bhith air a thoirt do shàbhailteachd rèididheachd niùclasach agus dìon rèididheachd niùclasach. Gus dìon rèididheachd a neartachadh dha luchd-obrachaidh a tha air a bhith an sàs ann an cumail suas uidheamachd rèididheachd agus teasairginn thubaistean airson ùine mhòr, tha e de chudromachd saidheansail agus luach eaconamach mòr stuthan dìon aotrom a leasachadh airson aodach dìon. Is e rèididheachd niùtron am pàirt as cudromaiche de rèididheachd reactar niùclasach. San fharsaingeachd, tha a’ mhòr-chuid de na niùtronan a tha ann an conaltradh dìreach ri daoine air an slaodadh sìos gu niùtronan lùth ìosal às deidh buaidh dìon niùtron nan stuthan structarail taobh a-staigh an reactar niùclasach. Bidh niùtronan lùth ìosal a’ bualadh ri niùclasan le àireamh atamach nas ìsle gu elastagach agus a’ leantainn air adhart gan modarrachadh. Thèid na niùtronan teirmeach modarraichte a ghabhail a-steach le eileamaidean le earrannan-tarsainn gabhail a-steach niùtronan nas motha, agus mu dheireadh thèid dìon niùtron a choileanadh.

② Sgrùdadh Prìomh Pheutant

Na feartan measgaichte porous agus organach-neo-organach aigeileamaid talmhainn tearcgadoliniumBidh stuthan cnàimhneach organach meatailt stèidhichte air a’ mheudachadh an co-chòrdalachd le polyethylene, a’ brosnachadh susbaint gadolinium agus sgaoileadh gadolinium nas àirde anns na stuthan co-dhèanta sintéiseichte. Bidh buaidh dhìreach aig an t-susbaint agus an sgaoileadh gadolinium àrd air coileanadh dìon neodron nan stuthan co-dhèanta.

Prìomh phaitinn: Institiud Saidheans Stuthan Hefei, Acadamaidh Saidheansan Shìona, patent innleachd airson stuth dìon co-dhèanta frèam organach stèidhichte air gadolinium agus an dòigh ullachaidh aige

Geàrr-chunntas Peutant: Is e stuth dìon co-dhèanta cnàimhneach organach meatailt stèidhichte air gadolinium a th’ ann an stuth co-dhèanta a chaidh a chruthachadh le bhith a’ measgachadhgadoliniumstuth cnàimhneach organach meatailt stèidhichte air polyethylene ann an co-mheas cuideam de 2:1:10 agus ga chruthachadh tro ghalachadh fuasglaiche no brùthadh teth. Tha seasmhachd teirmeach àrd agus comas dìon neodron teirmeach aig stuthan dìon co-dhèanta cnàimhneach organach meatailt stèidhichte air gadolinium.

Pròiseas saothrachaidh: taghadh diofarmeatailt gadoliniumsalainn agus ligands organach gus diofar sheòrsaichean de stuthan cnàimhneach organach meatailt stèidhichte air gadolinium ullachadh agus a cho-chur, gan nighe le moileciuilean beaga de methanol, ethanol, no uisge le bhith gan cur ann an ceud-fhulangas, agus gan cur an gnìomh aig teòthachd àrd fo chumhachan falamh gus na stuthan amh neo-fhreagairteach a tha air fhàgail a thoirt air falbh gu tur ann am pores nan stuthan cnàimhneach organach meatailt stèidhichte air gadolinium; Tha an stuth cnàimhneach organometalach stèidhichte air gadolinium a chaidh ullachadh ann an ceum air a mheasgachadh le lotion polyethylene aig astar àrd, no gu ultrasonic, no tha an stuth cnàimhneach organometalach stèidhichte air gadolinium a chaidh ullachadh ann an ceum air a mheasgachadh leaghte le polyethylene cuideam moileciuil ultra-àrd aig teòthachd àrd gus am bi e air a mheasgachadh gu tur; Cuir am measgachadh stuth cnàimhneach organach meatailt stèidhichte air gadolinium / polyethylene a tha air a mheasgachadh gu cothromach anns a’ mholltair, agus faigh an stuth dìon co-dhèanta cnàimhneach organach meatailt stèidhichte air gadolinium a chaidh a chruthachadh le bhith ga thiormachadh gus falmhachadh fuasglaiche no brùthadh teth adhartachadh; Tha an stuth dìon co-dhèanta cnàimhneach organach meatailt stèidhichte air gadolinium a chaidh ullachadh air a leasachadh gu mòr an aghaidh teas, feartan meacanaigeach, agus comas dìon neodron teirmeach nas fheàrr an taca ri stuthan polyethylene fìor-ghlan.

Modh cur-ris talmhainn tearc: Gd2 (BHC) (H2O)6, Gd (BTC) (H2O)4 no Gd (BDC)1.5 (H2O)2 poileimear co-òrdanachaidh criostalach porous anns a bheil gadolinium, a gheibhear le poileimearachadh co-òrdanachaidh deGd (NO3) 3 • 6H2O no GdCl3 • 6H2Oagus ligand carboxylate organach; Tha meud stuth cnàimhneach organach meatailt stèidhichte air gadolinium 50nm-2 μ m; tha diofar morf-eòlasan aig stuthan cnàimhneach organach meatailt stèidhichte air gadolinium, a’ gabhail a-steach cumaidhean gràinneach, cumadh slat, no cumadh snàthaid.

(4) CleachdadhScandiumann an rèidio-cheimigeachd agus gnìomhachas niùclasach

Tha deagh sheasmhachd teirmeach agus coileanadh làidir ann a bhith a’ gabhail a-steach fluorine aig meatailt scandium, ga dhèanamh na stuth riatanach ann an gnìomhachas lùth atamach.

Prìomh phaitinn: Institiud Leasachadh Aerospace Sìona Beijing airson Stuthan Aeroplanach, patent innleachd airson aloi alùmanum sinc magnesium scandium agus an dòigh ullachaidh aige

Geàrr-chunntas peutant: alùmanum sincaloi magnesium scandiumagus an dòigh ullachaidh aige. Is iad seo na co-dhèanamh ceimigeach agus ceudad cuideam an aloi alùmanum sinc magnesium scandium: Mg 1.0% -2.4%, Zn 3.5% -5.5%, Sc 0.04% -0.50%, Zr 0.04% -0.35%, neo-chunbhalachdan Cu ≤ 0.2%, Si ≤ 0.35%, Fe ≤ 0.4%, neo-chunbhalachdan eile singilte ≤ 0.05%, neo-chunbhalachdan eile gu h-iomlan ≤ 0.15%, agus is e Al an còrr. Tha meanbh-structar an stuth aloi alùmanum sinc magnesium scandium seo co-ionnan agus tha a choileanadh seasmhach, le neart tensile deireannach de chòrr air 400MPa, neart toraidh de chòrr air 350MPa, agus neart tensile de chòrr air 370MPa airson joints tàthaichte. Faodar na toraidhean stuth a chleachdadh mar eileamaidean structarail ann an aerospace, gnìomhachas niùclasach, còmhdhail, bathar spòrs, armachd agus raointean eile.

Pròiseas saothrachaidh: Ceum 1, tàthchuid a rèir co-dhèanamh an aloidh gu h-àrd; Ceum 2: Leaghadh anns an àmhainn leaghaidh aig teòthachd 700 ℃ ~ 780 ℃; Ceum 3: Glanadh an leaghan meatailt a tha air a leaghadh gu tur, agus cumail teòthachd a’ mheatailt taobh a-staigh an raoin 700 ℃ ~ 750 ℃ ​​rè an glanaidh; Ceum 4: Às deidh glanadh, bu chòir leigeil leis seasamh gu tur; Ceum 5: Às deidh dha seasamh gu tur, tòisich air tilgeadh, cumail teòthachd an àmhainn taobh a-staigh an raoin 690 ℃ ~ 730 ℃, agus tha an astar tilgeadh 15-200mm / mionaid; Ceum 6: Dèan làimhseachadh annealing homogenization air an ingot aloidh anns an àmhainn teasachaidh, le teòthachd homogenization de 400 ℃ ~ 470 ℃; Ceum 7: Rùisg an ingot homogenized agus dèan eas-tharraing teth gus pròifilean a thoirt gu buil le tiugh balla os cionn 2.0mm. Rè a’ phròiseas eas-tharraing, bu chòir am billet a chumail aig teòthachd 350 ℃ gu 410 ℃; Ceum 8: Brùth am pròifil airson làimhseachadh cuir às le fuasgladh, le teòthachd fuasglaidh de 460-480 ℃; Ceum 9: Às dèidh 72 uair a thìde de chuir às le fuasgladh cruaidh, cuir aois le feachd làimhe. Is e an siostam aois le feachd làimhe: 90~110 ℃/24 uair a thìde+170~180 ℃/5 uairean a thìde, no 90~110 ℃/24 uair a thìde+145~155 ℃/10 uairean a thìde.

5、Geàrr-chunntas Rannsachaidh

San fharsaingeachd, tha mìrean tearc air an cleachdadh gu farsaing ann an co-thàthadh niùclasach agus sgoltadh niùclasach, agus tha mòran chruthan peutant aca ann an stiùiridhean teicnigeach leithid brosnachadh X-ghathan, cruthachadh plasma, reactar uisge aotrom, transuranium, pùdar uranyl agus ocsaid. A thaobh stuthan reactar, faodar mìrean tearc a chleachdadh mar stuthan structarail reactar agus stuthan inslithe ceirmeag co-cheangailte, stuthan smachd agus stuthan dìon rèididheachd neodron.