فلزات او په هستوي انرژۍ کې یې کارول
فلزات د موادو د ساینس او انجینرۍ یوه څانګه ده چې د فلزاتو د جوړښت، جوړښت، پروسو او ملکیتونو ترمنځ اړیکې مطالعه کوي. د اټومي انرژۍ په شرایطو کې، فلزات یو مهم رول لوبوي ځکه چې نږدې ټول لوی سیسټمونه - د سونګ او سونګ پوښلو څخه د ری ایکټر فشار رګونو پورې د تودوخې تبادلې کونکو پورې - په فلزي موادو تکیه کوي چې باید د سختو شرایطو لاندې کار وکړي. لوړه تودوخه، د وړانګو شدید افشا کول، زنګ وهونکي چاپیریالونه، او د اوږدې مودې اعتبار لپاره غوښتنې د اټومي بریښنا فابریکو (NPPs) خوندیتوب او موثریت کې د فلزاتو انتخاب او پروسس کول مهم عوامل جوړوي.
د هستوي انرژۍ په دوران کې د فلزاتو رول
هستوي انرژي د درنو اټومي هستو لکه یورانیم-۲۳۵ یا پلوټونیم-۲۳۹ د تجزیې له لارې تولیدیږي. که څه هم اټومي هستې ډېرې کوچنۍ دي، هغه سیسټمونه چې دا تعاملات کنټرولوي په پراخه کچه انجینر شوي وسایل دي چې باید په میخانیکي او کیمیاوي لحاظ مستحکم وي. فلزات په هره مرحله کې شتون لري: د فلزاتو تصفیه او الیاژ کول، د اجزاو جوړول، د تودوخې درملنه، ویلډینګ، تفتیش، او حتی د عملیاتو په جریان کې د موادو د عمر ارزونه. په بل عبارت، فلزات یوازې د "قوي موادو غوره کولو" په اړه ندي، بلکې ډاډ ترلاسه کول دي چې دوی د وړانګو او لوړې تودوخې سره د لسیزو تماس وروسته خوندي پاتې کیږي.
د اټومي سونګ موادو: له پوډر څخه تر ګولیو پورې
د سپکو اوبو په ری ایکټرونو (LWRs) کې تر ټولو عام سونګ مواد د سیرامیک ګولیو په بڼه یورانیم ډای اکسایډ (UO₂) دی. که څه هم UO₂ فلز نه دی، خو فلزات لاهم د پوډر فلزاتو، سینټرینګ، کثافت، او د مسمومیت کنټرول له لارې په پراخه کچه ښکیل دي. د مایکرو ساختماني پیرامیټرې لکه د غلو اندازه، د مسمومیت ویش، او د ناپاکۍ مینځپانګه د تودوخې چالکتیا، د فشن ګاز خوشې کولو کچه، او د ګولۍ ابعادي ثبات اغیزه کوي. ټیټ حرارتي چالکتیا کولی شي د ګولۍ اصلي تودوخه لوړه کړي، د تودوخې فشار زیات کړي، او تخریب ګړندی کړي.
په ځینو پرمختللو ری ایکټرونو ډیزاینونو کې، فلزي سونګ توکي (د مثال په توګه، U-Zr یا U-Pu-Zr الیاژونه) هم کارول کیږي، په ځانګړې توګه په چټکو ری ایکټرونو کې. دلته، فلزات د ډیزاین په زړه کې دي: د الیاژ مرحله، د ویلې کیدو نقطه، د پوښ سره کیمیاوي مطابقت، او د وړانګو لاندې چلند څنګه کنټرول کړئ. فلزي سونګ توکي عموما د سیرامیکونو په پرتله غوره حرارتي چالکتیا لري، مګر د پوښ سره د پړسوب او کیمیاوي تعاملاتو کنټرول ته اړتیا لري.
د سونګ موادو پوښل: د خوندیتوب لومړی مرکز
پوښ یوه نرۍ ټیوب ده چې د سونګ موادو ګولۍ پوښي، د ریکټر کولنټ څخه د فشن محصولات جلا کوي. په LWRs کې، پوښ معمولا د زرکونیم پر بنسټ وي (زیرکالوی یا عصري Zr الیاژونه). دا ځکه چې زرکونیم د ټیټ نیوټرون جذب کراس سیکشن لري (د عکس العمل سره مداخله نه کوي) او په لوړه تودوخه کې په اوبو کې ښه زنګ وهلو مقاومت لري. په هرصورت، د زرکونیم پوښل د اکسیډیشن او هایدروجن جوړښت (هایډرایډینګ) په بڼه کې له لویو ننګونو سره مخ دي، په ځانګړې توګه د غیر معمولي شرایطو لاندې. منحل شوي هایدروجن کولی شي ماتیدونکي هایدرویدونه جوړ کړي، کوم چې نرمښت کموي او د درزیدو خطر زیاتوي.
فلزات د الیاژ جوړښت (Sn، Nb، Fe، او Cr په کنټرول شوي غلظت کې)، د کرسټال جوړښت تنظیم کولو لپاره د تودوخې درملنې، او د محافظتي آکسایډ طبقې کنټرولولو سره دا حل کوي. وروستۍ څیړنې د "حادثې زغمونکي سونګ" (ATF) ته هم پراختیا ورکوي، لکه د FeCrAl الیاژونو یا پوښل شوي زیرکونیم پر بنسټ پوښل، کوم چې په خورا لوړه تودوخه کې د اکسیډیشن په وړاندې ډیر مقاومت لري. ننګونه د نیوټرون مطابقت، د زنګ وهلو مقاومت، او د ډله ایز تولید وړتیا ساتل دي.
د ریکټر فشار رګ او اصلي جوړښت: د وړانګو په وړاندې مقاومت لرونکی لوړ ځواک لرونکی فولاد
د ری ایکټر فشار واسکټ (RPV) یوه لویه برخه ده چې د لوړ فشار سړونکی ساتي او د ری ایکټر کور پوښي. عام کارول شوي توکي د لوړ سختۍ ټیټ الیاژ فولاد دي، چې ډیری وختونه د زنګ مقاومت لپاره په داخلي سطحه د سټینلیس سټیل سره پوښل کیږي. د فلزاتو ننګونه د نیوټرون وړانګو لخوا رامینځته شوی ګنډوالی دی: د نیوټرون افشا کول کولی شي د مایکرو ساختماني بدلونونو، د ښیښو د رامینځته کیدو، او د غلو د سرحد جلا کیدو لامل شي، کوم چې د فریکچر سختۍ کموي. په پایله کې، د ماتیدونکي-نقل لیږد تودوخه پورته کیدی شي، چې مواد په ځینو عملیاتي تودوخې کې د فریکچر لپاره ډیر حساس کوي.
د دې خطرونو د کنټرول لپاره، تطبیقي فلزات کاروي:
۱. د ترکیب کنټرول (د مثال په توګه د ځینو Cu، P، Ni محتوياتو محدودول چې د خړوبیدو سره تړاو لري).
۲. د تودوخې درملنه (د تودوخې کمول) ترڅو د ځواک او سختۍ توازن ترلاسه شي.
۳. د څارنې پروګرام: د موادو نمونې د کور سره نږدې ځای پر ځای کیږي، بیا په دوره یي ډول د وړانګو د عمر د څارنې لپاره ازمول کیږي.
۴. په ځینو مواردو کې د انیل کولو سره، د سختۍ بیرته راګرځولو لپاره.
په ری ایکټر چاپیریال کې زنګ او تخریب
په اټومي بټیو کې زنګ وهل یوازې "عادي زنګ وهل" نه دي. دا د اوبو کیمیا، لوړې تودوخې، فشار او وړانګو ترکیب پکې شامل دی. د مثال په توګه، د فشار زنګ وهل (SCC) په سټینلیس سټیل یا نکل الیاژونو کې واقع کیدی شي، په ځانګړې توګه د جوش اوبو ریکټور (BWR) چاپیریال کې. د وړانګو په مرسته د فشار زنګ وهل (IASCC) هم شتون لري، چیرې چې وړانګې محلي مایکرو جوړښت او کیمیا بدلوي، چې مواد د درزیدو لپاره ډیر حساس کوي.
د فشار لرونکي اوبو ریکټر (PWR) په لومړني سړونکي سیسټم کې، د نکل الیاژونه لکه الیاژ 600/690 په پراخه کچه په ځینو برخو کې کارول کیږي (د بیلګې په توګه، د بخار جنراتور ټیوب). فلزات د سم الیاژ په غوره کولو، د ویلډینګ پروسې کنټرولولو، او د کمولو اقداماتو لکه د ویلډینګ وروسته تودوخې درملنې (PWHT) او د پاتې فشارونو کمولو لپاره د ترمیم تخنیکونو پلي کولو کې رول لوبوي.
ویلډینګ او جوړول: هغه "تفصیلات" چې خوندیتوب ټاکي
هستوي اجزا اکثره لوی او پیچلي وي، چې ویلډینګ ته اړتیا جوړوي. په هرصورت، ویلډینګ کولی شي د تودوخې اغیزمن زون (HAZ) رامینځته کړي چې یو ځانګړی مایکرو جوړښت، لوړ پاتې شوي فشارونه، او احتمالي نیمګړتیاوې لري. د ویلډینګ فلزاتولوژي د فلر فلز انتخاب، د تودوخې داخلولو کنټرول، د تودوخې دمخه او د ویلډینګ وروسته تودوخې درملنې، او غیر تخریبي تفتیش (NDT) لکه الټراسونک ازموینه او راډیوګرافي تمرکز کوي.
د ویلډ شوي بندونو اعتبار خورا مهم دی ځکه چې د انرژۍ صنعت کې ډیری ناکامۍ د فشار غلظت کې د کوچنیو درزونو رامینځته کیدو سره پیل کیږي. په اټومي کې، د جوړولو او تفتیش معیارونه خورا سخت دي، نو د فلزاتو طریقه باید د کیفیت مدیریت او ډیزاین کوډونو سره مدغم شي (د بیلګې په توګه، د ASME بویلر او فشار ویسل کوډ).
د راتلونکي نسل د ریکټرونو لپاره مواد
پرمختللي ریکټورونه — لکه د مالګې د پخېدونکي ری ایکټرونه (MSRs)، د سوډیم یخ شوي ګړندي ری ایکټرونه (SFRs)، او د لوړ تودوخې ری ایکټرونه (HTGRs) — نوي فلزاتي ننګونې وړاندې کوي. د سړولو مختلف چاپیریالونه د زنګ وهلو مختلف میکانیزمونه معنی لري. د مثال په توګه، په MSRs کې، مواد باید په لوړه تودوخه کې د پړسیدلي فلورایډ / کلورایډ مالګو لخوا د زنګ وهلو په وړاندې مقاومت ولري پداسې حال کې چې د مایکرو ساختماني پلوه هم مستحکم وي. د نکل پر بنسټ الیاژونه (تاریخي مثال: هاسټلوی-N) نوماندان دي، مګر پراختیا د اوږد عملیاتي ژوند او د مالګې د سخت کیمیا کنټرول اړتیا له امله روانه ده.
په چټکو ریکټورونو کې، ساختماني مواد د لوړ نیوټرون فلکس او لوړې تودوخې سره مخ کیږي، چې د مارټینسیټیک-فیریټیک فولادو (د مثال په توګه، 9-12٪ Cr) په اړه څیړنې ته لار هواروي، کوم چې د ځینې آسټینیټیکونو په پرتله د وړانګو پړسوب ته ډیر مقاومت لري. له بلې خوا، د الټرا لوړ تودوخې اجزا ممکن سوپر اللویز یا حتی مرکب سیرامیک ته اړتیا ولري، مګر بیا هم د انٹرفیسونو، بندونو، او ترمومیخانیکي چلند له مخې فلزاتو ته اړتیا لري.
تړل
فلزات هغه بنسټ دی چې اټومي انرژۍ ته اجازه ورکوي چې په خوندي، ثابت او اقتصادي توګه کار وکړي. د زیرکونیم پوښ څخه چې باید د زنګ وهلو او هایدریشن په وړاندې مقاومت وکړي، د ری ایکټر فشار رګونو پورې چې باید د لسیزو نیوټرون بمبارۍ لاندې مقاومت ولري، د سیسټم په کچه د زنګ وهلو او ویلډینګ ننګونو پورې، هرڅه د مایکرو جوړښت او مادي ملکیتونو ترمنځ د اړیکو ژورې پوهې پورې اړه لري. د راتلونکي نسل د ری ایکټر پراختیا په دوره کې، د فلزاتو رول حتی ډیر دی: د لوړې تودوخې غوښتنې، نوي یخولو چاپیریالونه، او مخ په زیاتیدونکي سخت خوندیتوب اهداف نوښتګر الیاژونو، پرمختللي جوړونې تخنیکونو، او د تخریب د څارنې ډیر دقیق میتودونو ته اړتیا لري. په دې توګه، د فلزاتو پرمختګ نه یوازې د اټومي انرژۍ ملاتړ کوي بلکه د خوندي او ډیر دوامدار اټومي ټیکنالوژۍ راتلونکې هم جوړوي.
