RU2697675C1 - Сплав для поглощения тепловых нейтронов на основе алюминия - Google Patents
Сплав для поглощения тепловых нейтронов на основе алюминия Download PDFInfo
- Publication number
- RU2697675C1 RU2697675C1 RU2019102057A RU2019102057A RU2697675C1 RU 2697675 C1 RU2697675 C1 RU 2697675C1 RU 2019102057 A RU2019102057 A RU 2019102057A RU 2019102057 A RU2019102057 A RU 2019102057A RU 2697675 C1 RU2697675 C1 RU 2697675C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- aluminum
- alloy
- absorption
- thermal neutrons
- samarium
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C21/00—Alloys based on aluminium
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21F—PROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
- G21F1/00—Shielding characterised by the composition of the materials
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области металлургии, в частности к разработке новых нерадиоактивных материалов, и может быть использовано в атомной энергетической промышленности, в частности, для изготовления специального оборудования для влажного и сухого хранения отработанного ядерного топлива и его транспортировки. Сплав на основе алюминия для поглощения тепловых нейтронов содержит, мас. %: алюминий не менее 96,5, самарий 0,5-2,5, а в качестве примесей: медь не более 0,05; магний не более 0,05; марганец не более 0,025; цинк не более 0,10; железо не более 0,30; кремний не более 0,30. Изобретение направлено на разработку сплава, имеющего высокий уровень поглощения тепловых нейтронов с сохранением высокого уровня эксплуатационных свойств.
Description
Изобретение относится к области металлургии, к разработке новых нерадиоактивных материалов и может быть использовано в атомной энергетической промышленности. В частности, для изготовления специального оборудования для влажного и сухого хранения отработанного ядерного топлива и его транспортировки.
На сегодня, в отечественной промышленности для этих целей применяется сталь ЧС82 (04Х14Т3Р1Ф), (см. а.с. СССР №1122009, 1983 г., а также описание к патенту РФ №2483132, 2013 г.). За рубежом, сталь «БОРОН-304» (БССК, Англия). Все эти материалы обладают свойством поглощения тепловых нейтронов, за счет наличия в их составе в определенных пропорциях бора и его изотопа 10В.
Переход к новым типам ядерного топлива, более перспективным с точки зрения энергетики, предъявляет повышенные требования к материалу с поглощающими свойствами. Увеличение в процентном соотношении бора в названных металлах, существенно их охрупчивает, что делает их не пригодными в технологической переработке. Это общее свойство боридов, который бы имел не только высокий уровень поглощения тепловых нейтронов, но и обладал высокими эксплуатационными и пластическими свойствами, что в целом обеспечивает безопасность хранения отработанного ядерного топлива.
Известен сплав для поглощения тепловых нейтронов на основе титана (патент РФ №2519063, БИ №16, 2014 г.). Здесь для увеличения поглощающих свойств известного сплава титана ПТ7М, добавляют в состав редкоземельный элемент - самарий, обладающий большим сечением захвата тепловых нейтронов (для природных изотопов: 149Sm ~ 50000⋅10-28м2, 152Sm ~ 5600⋅10-28м2, 154Sm ~ 5600⋅10-28м2). Соответственно для бора: 10В ~ 3838⋅10-2м2, 11B ~ 757⋅10-28м2 (см. Справочник: свойства элементов / По ред. Дница М.Е. - М.: Издательский дом. «Руда и Металлы», 2005).
Недостатком этого сплава является способность титановой основы - матрицы поглощать водород из воздуха, особенно интенсивно при повышении температуры окружающей среды. Что приводит к охрупчиванию металла, его к растрескиванию со временем его эксплуатации. Это не допустимо в изделиях при сухом хранении отработанного ядерного топлива.
Наиболее близкий к описываемому по технической сущности и достигаемому эффекту является алюминиевый сплав АД1 (ГОСТ 4784-74). Химический состав сплава АД1, вес. %:
алюминий (не менее) 96,5;
примеси (не более): медь 0,05; магний 0,05; марганец 0,025; цинк 0,10; железо 0,30; кремний 0,30.
Поставленная цель достигается тем, что в известный сплав АД1 на основе алюминия, добавляют редкоземельный элемент - самарий, в объеме, вес. %: (0,5-2,5), оставляя содержание примесей без изменений.
Диапазон содержания в сплаве самария обусловлен оптимальным уровнем поглощения тепловых нейтронов и экономической целесообразностью. Ниже 0,5% - сплав не обеспечивает необходимый уровень поглощения, более 2,5% - повышается себестоимость сплава. Отметим, при выплавке алюминиевого сплава с самарием, допускается добавление в его состав не только технически чистого самария, изготовленного по ТУ48-4-207-72, но и оксиды Sm2O3, гидриды SmH2, SmH3. При сплавлении самария с алюминием, образуется интерметаллическое соединение с высокими эксплуатационными свойствами. При этом, в отличие от бора, самарий не охрупчивает сплав, сохраняя его эксплуатационные и технологические свойства: предел прочности не менее 100 МПа, относительное удлинение не менее 20%.
К достоинствам заявленного алюминиевого сплава с самарием (AlSm), можно отнести не только высокую поглощающую способность тепловых нейтронов, но и неспособность к искрообразованию, отсутствие воздействия на жизнедеятельность микроорганизмов. Хорошая корозионностойкость алюминиевых сплавов в средах - теплоносителях позволяют их использовать в атомном реакторостроении.
Claims (3)
- Сплав на основе алюминия для поглощения тепловых нейтронов, содержащий алюминий и примеси, включающие медь, магний, марганец, цинк, железо и кремний, отличающийся тем, что он дополнительно содержит самарий при следующем содержании компонентов, мас. %:
-
алюминий не менее 96,5 самарий 0,5-2,5 - примеси: медь не более 0,05, магний не более 0,05, марганец не более 0,025, цинк не более 0,10, железо не более 0,30 и кремний не более 0,30.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019102057A RU2697675C1 (ru) | 2019-01-25 | 2019-01-25 | Сплав для поглощения тепловых нейтронов на основе алюминия |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019102057A RU2697675C1 (ru) | 2019-01-25 | 2019-01-25 | Сплав для поглощения тепловых нейтронов на основе алюминия |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2697675C1 true RU2697675C1 (ru) | 2019-08-16 |
Family
ID=67640594
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019102057A RU2697675C1 (ru) | 2019-01-25 | 2019-01-25 | Сплав для поглощения тепловых нейтронов на основе алюминия |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2697675C1 (ru) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1632955A1 (en) * | 2003-05-13 | 2006-03-08 | Nippon Light Metal Company Ltd. | Aluminum based neutron absorber and method for production thereof |
US20080050270A1 (en) * | 2004-04-22 | 2008-02-28 | Xiao-Guang Chen | Neutron Absorption Effectiveness for Boron Content Aluminum Materials |
RU2496902C1 (ru) * | 2012-08-31 | 2013-10-27 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Алюмоматричный композиционный материал с борсодержащим наполнителем |
RU2519063C1 (ru) * | 2013-05-17 | 2014-06-10 | Общество с ограниченной ответственностью "МетИнвест" | Сплав для поглощения тепловых нейтронов на основе титана |
-
2019
- 2019-01-25 RU RU2019102057A patent/RU2697675C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1632955A1 (en) * | 2003-05-13 | 2006-03-08 | Nippon Light Metal Company Ltd. | Aluminum based neutron absorber and method for production thereof |
US20080050270A1 (en) * | 2004-04-22 | 2008-02-28 | Xiao-Guang Chen | Neutron Absorption Effectiveness for Boron Content Aluminum Materials |
CA2563444C (en) * | 2004-04-22 | 2010-09-21 | Alcan International Limited | Improved neutron absorption effectiveness for boron content aluminum materials |
RU2496902C1 (ru) * | 2012-08-31 | 2013-10-27 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Алюмоматричный композиционный материал с борсодержащим наполнителем |
RU2519063C1 (ru) * | 2013-05-17 | 2014-06-10 | Общество с ограниченной ответственностью "МетИнвест" | Сплав для поглощения тепловых нейтронов на основе титана |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US2906654A (en) | Heat treated titanium-aluminumvanadium alloy | |
CN102876941A (zh) | 高强度铝合金 | |
RU2610657C1 (ru) | Сплав на основе титана и изделие, выполненное из него | |
US20170167005A1 (en) | Austenitic stainless steel and method for producing the same | |
CN110396624A (zh) | 核屏蔽用富硼镍钨基合金材料及其制备方法 | |
CN108251731A (zh) | 一种稀土镁合金及其制备方法 | |
RU2697675C1 (ru) | Сплав для поглощения тепловых нейтронов на основе алюминия | |
CN112662913B (zh) | 一种耐硝酸腐蚀的Ti35钛合金 | |
CN104928547A (zh) | 一种高强耐高温镁合金 | |
CN105441804A (zh) | 一种抗冲击的复合金属材料 | |
CN107460363B (zh) | 铜合金及其用途 | |
US3039868A (en) | Magnesium base alloys | |
RU2688086C1 (ru) | Сплав для поглощения тепловых нейтронов на основе циркония | |
US2955937A (en) | Oxidation resistant chromium alloy | |
US2919186A (en) | Uranium alloys | |
RU2698309C1 (ru) | Композиционный материал на основе алюминия (варианты) и изделие из него | |
JPS6270799A (ja) | 核放射線吸収材 | |
US2961359A (en) | Hydrided lithium-magnesium alloys and method | |
CN112853181A (zh) | 一种高强度铝镁锂合金及其制备方法 | |
US2586647A (en) | Aluminum alloy | |
RU2519063C1 (ru) | Сплав для поглощения тепловых нейтронов на основе титана | |
US3072478A (en) | Zirconium alloys | |
US3119687A (en) | Radiation resistant steel | |
US3480430A (en) | Zirconium alloy | |
CN108179309A (zh) | 屏蔽材料用高强高导电Pb-Li-Sc铅锂合金 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20210126 |