세계적 청정 에너지 수요가 증가함에 따라 원자력 에너지는 신뢰할 수 있고 효율적인 해결책으로 떠오르고 있습니다.획기적인 발전으로, 연구자들은 텅프스텐이 변형된 아우스테니트 스테인리스 스틸을 차세대 핵 재료의 잠재적 게임 변경자로 확인했습니다.
금속은 금속 기반의 합금으로 최소 10.5%의 크롬을 함유하고 있으며, 오랜 시간 동안 부식 저항성으로 평가되었습니다.아우스테니티식 스테인리스 스틸은 표면 중심의 큐브 구조로 인해 특히 중요했습니다., 높은 강도, 강도 및 유연성을 포함한 우수한 기계적 특성을 제공합니다.
이러한 특성으로 인해 극한의 원자로 조건 (고온, 고압 및 강한 방사선) 에 견딜 수 있습니다.그 우수한 제조성과 용접성이 복잡한 원자로 구성 요소 제조를 가능하게합니다..
그러나 전통적인 316형 아우스테니트 스테인리스 스틸은 핵 환경에서 상당한 과제를 직면합니다.그 성분 에 있는 몰리브덴 (Mo) 과 니켈 (Ni) 은 중성자 방사선 에 노출 될 때 방사능 이 된다, 원자력 발전소의 폐기를 복잡하게 만드는 오래 사는 방사성 동위 원소를 생성합니다.
빠른 번식자 시험 원자로 (FBTR) 에 대한 연구는 방사능이 80 dpa (원자당 이동) 를 초과하면공허한 부풀어 오르는 현미경 공허의 형성이 물질의 팽창을 일으키는이 현상은 구성 요소의 차원 안정성과 서비스 수명에 중대한 영향을 미칩니다.
텅스텐 (W) 은 특유의 성질을 가진 강한 페리트 형성 원소이며, 모든 금속 중 가장 높은 녹는 지점을 가지고 있으며, 강철 성능을 향상시키는 데 주목할만한 잠재력을 나타냈습니다.연구 는 텅스텐 을 첨가 함 으로 인해 강철 의 경화력 과 양력 강도 가 증가 한다는 것 을 보여 준다, 비록 제대로 균형 잡히지 않을 때 긴장과 충격 강도를 줄일 수 있습니다.
탄소를 함유한 강철에서 울프레멘은 마모 저항과 강도를 높이는 탄화물질을 형성합니다.울프스텐은 물질의 특성을 더욱 향상시키는 복잡한 탄화물을 만듭니다..
특히, 텅프레멘은 다른 합금 원소보다 더 얇은 탄화화물 분포를 생성하여 동시에 강도와 강도를 증가시키는 미세 구조적 정화로 이어집니다.이 때문에 텅스텐은 양쪽 성질이 결정적인 핵용 용품에 특히 유용합니다..
기계적 개선 외에도 텅스텐은 핵 환경에서의 장기적인 성능에 대한 중요한 요소인 구멍, 균열 및 곡물 간 부식에 대한 저항성을 크게 향상시킵니다.듀플렉스 스테인레스 스틸, 텅스텐은 용접 과정에서 유해한 시그마 단계 형성을 방지하면서 몰리브덴을 대체 할 수 있습니다.
핵물질은 특유의 결합을 필요로 합니다. 우수한 기계적 강도, 부식 저항성, 감마 방사선 완화성, 장기적인 신뢰성, 제조성,방사능 손상 저항성납 및 콘크리트와 같은 전통적인 보호 재료는 텅스텐 변형 스틸이 극복 할 수있는 무게와 부피의 과제를 제시합니다.
이 혁신은 316형 오스텐이트 스테인리스 스틸에서 몰리브덴을 울프스테인으로 대체하여 뛰어난 감마 보호 기능을 가진 저 활성 물질을 만드는 데 있습니다.이 새로운 합금은 네 가지 주요 장점을 제공합니다.:
1방사능 활성화 감소:텅스텐의 낮은 중성자 활성화 직경은 장기 방사능을 크게 감소시켜 폐업 과제를 완화시킵니다.
2가마 방패 강화:텅스텐의 높은 밀도와 원자수는 감마선 흡수를 탁월하게 해 방사선 보호 기능을 향상시킵니다.
3향상 된 기계적 특성:텅스텐은 강도와 단단성을 높이고 곡물 구조를 정제하여 강도를 유지합니다.
4. 우수한 부식 저항성:울프스탄은 구멍, 균열 및 곡물 간 부식에 대한 저항성을 높여서 혹독한 원자로 조건에서 서비스 수명을 연장합니다.
진공 인덕션 녹기를 이용한 실험 연구는 울프스텐 변형 철강의 장점을 입증했습니다. 미시 구조 분석은 더 미세한 곡물 크기와 향상된 탄화물 분포를 보여줍니다.기계적 테스트는 유연성을 희생하지 않고 양산성과 견고성을 증가 보여줍니다.
부식 테스트는 시뮬레이션 된 원자로 냉각 액체 환경에서 예외적인 성능을 확인합니다.그리고 감마 attenuation 측정은 기존 316 강철에 비해 상당히 향상 된 보호 능력을 보여줍니다..
미래 연구는 텅스텐 분포를 최적화하고 방사선 효과를 연구하고 사용후 연료 저장소 및 핵폐기물 컨테이너에서 응용을 탐구하는 데 초점을 맞출 것입니다.,울프겐 변형 오스텐이트 스테인리스 스틸은 핵 기술을 혁신시켜 더 안전하고 지속가능한 에너지 솔루션을 제공할 것입니다.
