Cirkonis: neapsakomas branduolinės energijos herojus

Pasauliniame kontekste, siekiant efektyvios ir švarios energijos, branduolinė energija visada vaidino nepakeičiamą vaidmenį. Gelbėjimo ratas, užtikrinantis saugų ir efektyvų atominių elektrinių darbą, yra būtent reaktoriaus pagrindinėje dalyje - kuro komponentai. Tarp jų yra metalas, vadinamas "cirkonis“ tapo nežinomu herojumi, saugančiu šios „branduolės“ saugumą dėl savo išskirtinių rezultatų. Šiame straipsnyje bus gilinamasi į tai, kodėl cirkonis yra nepakeičiamas branduolinės energetikos srityje, analizuojamos naujausios jo technologijų plėtros tendencijos ir rinkos perspektyvos.
1, nepakeičiama „dievybė sargas“: pagrindinė cirkonio vertė
Kodėl cirkonis? Atsakymas kyla iš dviejų įgimtų talentų:

• Didžiausia neutronų ekonomija: cirkonis turi labai mažą šiluminių neutronų sugerties skerspjūvį{0}}, o tai reiškia, kad jis beveik „suvalgo“ neutronus, naudojamus palaikyti branduolio dalijimosi grandininę reakciją, todėl daugiau neutronų gali efektyviai dalyvauti reakcijoje, žymiai pagerindamas branduolinio kuro panaudojimo efektyvumą ir reaktoriaus ekonomiškumą.
• Puikus atsparumas korozijai: Atšiaurioje aukštos temperatūros, aukšto slėgio ir stiprios spinduliuotės aplinkoje reaktoriaus viduje cirkonio lydinio paviršiuje gali susidaryti tanki ir stabili oksido plėvelė. Ši plėvelė yra tarsi „šarvai“, efektyviai blokuojanti vidinio branduolinio kuro koroziją aušindama vandenį ir tvirtai užfiksuojanti radioaktyviuosius dalijimosi produktus.

Būtent dėl ​​šių dviejų savybių cirkonio lydinys yra tinkamiausias pasirinkimas gaminant branduolinio kuro komponentus, ypač kuro apvalkalų vamzdžius.
2, nuo „Armor“ iki „skeleto“: pagrindiniai cirkonio lydinio taikymo scenarijai

• Pagrindinis pritaikymas: kuro apvalkalo vamzdis
  Tai yra svarbiausias cirkonio lydinių pritaikymas. Tai tarsi branduolinio kuro granulių „šarvai“, tiesiogiai apvyniojantys keramines urano dioksido granules, izoliuojančios radioaktyviąsias medžiagas ir palaikančios sklandžius aušinimo skysčio srauto kanalus. Jo reikalavimai atsparumui korozijai, mechaniniam stiprumui, atsparumui valkšnumui ir atsparumui radiacijos augimui pasiekė kraštutinumus.
• Išplėstas pritaikymas: Kiti konstrukciniai komponentai
  Be apvalkalų vamzdžių, cirkonio lydiniai taip pat plačiai naudojami komponentuose, tokiuose kaip kuro rinklių kreipiamieji vamzdžiai (valdymo strypo judėjimas) ir tinkleliai (tiksliai fiksuojančios kuro strypų padėtis). Kai kuriuose sunkiojo vandens reaktoriuose cirkonio lydiniai taip pat naudojami slėginiams vamzdžiams, atliekantiems pagrindines konstrukcines funkcijas, gaminti.

3, Evoliucija ir iššūkiai: Cirkonio lydinių technologinės evoliucijos kelias
Cirkonio lydiniai nėra statiški, o jų technologija buvo nuolat atnaujinama, kad atitiktų aukštesnius saugos standartus ir efektyvumo reikalavimus.

• Medžiagų sistemų raida: nuo ankstyvo gryno cirkonio iki plačiai naudojamo Zr-2 (verdančio vandens reaktorius), Zr-4 (slėginio vandens reaktoriaus), o dabar – didelio našumo ZIRLO ®, M5 ® ir kinų savarankiškai sukurtų lydinių, tokių kaip N36. Naujos kartos cirkonio lydiniai žymiai pagerino atsparumą šliaužimui, atsparumą korozijai ir sumažino vandenilio trapumą, pridedant tokių elementų kaip niobis, alavas ir geležis.
• Pasienio dėmesys: gedimams atsparus kuras nelaimingų atsitikimų atveju

Po Fukušimos avarijos avarijoms atsparūs degalai tapo pasauliniu mokslinių tyrimų ir plėtros tašku. Viena iš pagrindinių jo idėjų yra uždėti apsauginį sluoksnį ant tradicinės cirkonio lydinio dangos paviršiaus (pavyzdžiui, cirkonio dangos chromavimas), taip žymiai sulėtinant cirkonio ir vandens garų reakcijos greitį ekstremaliomis avarijų sąlygomis ir supirkiant brangaus laiko saugiam šalinimui. Tai yra svarbi ateities cirkonio medžiagų taikymo kryptis.
4, Rinkos veiksniai ir ateities perspektyvos
Šiuo metu klestinčią branduolinio cirkonio medžiagų rinkos plėtrą kartu skatina keli veiksniai:

• Rinkos varomoji jėga:

Nauji projektai: pasauliniu sutarimu dėl neutralumo anglies dioksido, nauji branduolinės energijos projektai Kinijoje, Viduriniuose Rytuose, Europoje ir kituose regionuose ir toliau didina aukštos{0}kokybės cirkonio medžiagų paklausą.
Eksploatavimo trukmės pratęsimas ir degalų papildymas: daugelio atominių elektrinių licencijų atnaujinimas reiškia ilgesnius veikimo ciklus ir stabilią degalų papildymo rinką, užtikrinančią tvarią cirkonio medžiagų paklausą.
SMR augimas: mažų modulinių reaktorių kūrimas ir diegimas atnešė naujų dizaino langų ir cirkonio medžiagų pritaikymo rinkos galimybių.

• Pramoninė grandinė ir lokalizacija:

Verta paminėti, kad Kinija pasiekė reikšmingų laimėjimų branduolinio cirkonio medžiagų srityje – sukūrė nepriklausomą pramoninę grandinę nuo cirkonio kempinės iki užbaigtų kuro komponentų, sulaužė ilgalaikį -užsienio monopolį ir suteikdama tvirtas garantijas dėl nepriklausomos ir saugios nacionalinės branduolinės energetikos pramonės plėtros.

5, branduolinės energijos ateities įgalinimas puikiomis medžiagomis
Nuo saugaus ir stabilaus esamų reaktorių veikimo užtikrinimo iki naujoviškų naujos kartos pažangių branduolinės energijos sistemų tyrimų ir plėtros palaikymo, pagrindinė strateginė didelio našumo cirkonio lydinių padėtis tampa vis svarbesnė. Jo galutinis saugumo, ekonomiškumo ir efektyvumo siekis ir toliau skatins medžiagų mokslo pažangą.

Šioje didžiojoje pasaulinio energetinio saugumo ir technologinio savarankiškumo{0}}kelionėje svarbiausi branduolinio cirkonio tiekėjai atlieka lemiamą vaidmenį. Bendrovė, atstovaujama Shaanxi Zhongheng Weichuang, yra įsipareigojusi klientams teikti aukštos -našumo, nepriklausomai valdomų branduolinio cirkonio medžiagų ir sprendimų. Jos gaminiai griežtai atitinka branduolinės kokybės užtikrinimo sistemą, o veiklos rodikliai atitinka tarptautinį pažangų lygį. Jie buvo sėkmingai taikomi keliuose dideliuose branduolinės energijos projektuose, prisidedant prie tvirtos "medžiagos stiprumo" prie pasaulinės branduolinės energetikos pramonės saugos ir plėtros.