Quelles sont les applications sûres des céramiques Macor dans l'industrie nucléaire ?

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L'industrie nucléaire est un domaine important lié à l'économie nationale, aux moyens de subsistance de la population et à la sécurité nationale, et elle a des exigences extrêmement élevées en matière de sécurité et de fiabilité des matériaux. Céramique Macor ont été largement utilisés dans l'industrie nucléaire en raison de leur combinaison unique de propriétés physiques et chimiques, offrant des garanties importantes pour l'utilisation sûre et efficace de l'énergie nucléaire.

1、 Excellente résistance aux radiations
Les céramiques Macor ont une porosité nulle et de faibles propriétés d'activation neutronique, ce qui permet de réduire efficacement les dommages causés par les radiations. Dans l'environnement hautement irradiant des réacteurs nucléaires, même une exposition à long terme peut maintenir l'intégrité structurelle et éviter la fragilisation ou la déformation causée par l'irradiation. Par exemple, dans les supports de barres de contrôle des réacteurs nucléaires, leur résistance aux radiations peut prolonger la durée de vie des composants jusqu'à plus de trois fois celle des matériaux métalliques traditionnels. Cette excellente résistance aux radiations permet aux céramiques Macor de supporter une grande quantité de radiations neutroniques et de bombardements de particules à haute énergie sans dommages structurels significatifs ni dégradation des performances.

2、 Stabilité à des températures extrêmes
Les céramiques Macor peuvent supporter des températures élevées continues de 800 ℃ et des pics de température de 1000 ℃, avec un coefficient de dilatation thermique (9,3 × 10 -⁶/K) similaire à celui des métaux. Cette caractéristique lui permet d'éviter le risque de fracture causé par le stress thermique dans le cycle thermique des réacteurs nucléaires, assurant le fonctionnement stable à long terme des joints et des composants d'isolation. Dans certains scénarios d'application à haute température dans l'industrie nucléaire, tels que les composants des centrifugeuses d'enrichissement de l'uranium, la résistance à haute température des céramiques Macor peut assurer le fonctionnement stable de l'équipement dans des environnements à haute température.

3、 Inertie chimique et résistance à la corrosion
Les céramiques Macor ont une résistance extrêmement forte aux milieux corrosifs tels que les acides forts, les bases fortes et les déchets nucléaires. L'application dans des composants clés tels que les vannes et les tuyauteries des équipements de retraitement du combustible nucléaire permet de réduire efficacement le risque de fuites dues à la corrosion. Son excellente résistance à la corrosion chimique peut résister à l'érosion de presque toutes les substances chimiques, à l'exception de l'acide fluorhydrique et des métaux alcalins fondus, ce qui lui confère de bonnes performances dans le traitement et le stockage des déchets nucléaires, empêchant efficacement la corrosion des matériaux par les déchets nucléaires et garantissant une manipulation sûre et un stockage stable à long terme des déchets nucléaires.

4、 Faible taux de libération de gaz et compatibilité avec le vide
Dans les environnements d'ultravide, le taux de libération de gaz des céramiques Macor est inférieur à 1 × 10 -⁹ Torr - L/s - cm ². Cette caractéristique évite que le gaz libéré ne contamine la cavité du réacteur, ce qui convient particulièrement aux composants d'isolation sous vide dans les dispositifs de fusion nucléaire. Son faible taux de dégagement de gaz et sa bonne compatibilité avec le vide lui permettent de fonctionner de manière stable dans un environnement sous vide pendant une longue période, sans affecter les performances et la sécurité de l'équipement en raison du dégagement de gaz du matériau.

5、 Usinage de précision et capacité de livraison rapide
Les céramiques Macor prennent en charge l'usinage de précision CNC avec un contrôle de la tolérance jusqu'à ± 0,013 mm. Elle peut fabriquer des composants non standard tels que des couvercles de protection contre les radiations et des supports d'absorbeur de neutrons avec des structures complexes sans avoir recours à des processus de frittage, et le cycle de production est raccourci de 30% par rapport aux céramiques traditionnelles. Cet avantage de traitement permet à Macor ceramics de répondre rapidement aux besoins de l'industrie nucléaire, en fournissant des composants personnalisés pour répondre aux exigences des différents équipements et processus.

6、 Scénarios d'application typiques dans l'industrie nucléaire
（1） Composants du cœur du réacteur
-Support de guidage de la tige de commande : Les caractéristiques de faible absorption des neutrons et de résistance aux températures élevées des céramiques Macor garantissent un mouvement précis des barres de contrôle dans des environnements de rayonnement à haute température, améliorant ainsi l'efficacité de la régulation du réacteur.
-Instrument de surveillance de base (shell) : Il est utilisé dans les réacteurs à neutrons rapides et les réacteurs à haute température refroidis par gaz.

（2） Équipements du cycle du combustible nucléaire
-Revêtement des conteneurs de traitement des combustibles usés : la résistance à la corrosion et la stabilité aux radiations, ce qui permet d'éviter les fuites de matières radioactives et d'allonger le cycle de maintenance des équipements à plus de 5 ans.
-Composants de centrifugeuses d'enrichissement de l'uranium : La conception légère (densité de seulement 2,52 g/cm ³) réduit l'inertie de rotation, améliore l'efficacité de la centrifugeuse et résiste à la corrosion due à l'hexafluorure d'uranium.

（3） Stockage et transport des déchets nucléaires
-Conteneur de blindage pour les déchets radioactifs de haute activité : La structure composite multicouche en céramique Macor peut atténuer les rayons gamma et les radiations neutroniques, avec une efficacité de protection 40% supérieure à celle des matériaux à base de plomb, et sans risque de pollution par les métaux lourds.
-Bague d'étanchéité du réservoir de transport : La résistance au vieillissement par rayonnement garantit que les performances d'étanchéité ne se dégradent pas pendant le transport sur de longues distances, et a passé des tests de température extrême de -50 ℃ à +300 ℃.

8、 Comparaison des performances et avantages en termes de coûts
Par rapport aux matériaux traditionnels résistants aux radiations, Céramique Macor présentent des avantages significatifs en termes de densité, de température maximale de fonctionnement, de résistance aux dommages causés par les radiations et de complexité de traitement. Par exemple, par rapport aux alliages à base de plomb, les céramiques de Macor ont une densité plus faible, une température maximale de fonctionnement plus élevée et un traitement plus facile. Par rapport aux céramiques de carbure de bore, bien que le carbure de bore ait une plus grande résistance à la température, sa difficulté de traitement et sa fragilité sont plus élevées, ce qui limite ses scénarios d'application.