Quali sono le applicazioni sicure della ceramica Macor nell'industria nucleare?

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L'industria nucleare è un settore importante per l'economia nazionale, il sostentamento delle persone e la sicurezza nazionale e ha requisiti estremamente elevati per la sicurezza e l'affidabilità dei materiali. Ceramica Macor sono stati ampiamente utilizzati nell'industria nucleare grazie alla loro combinazione unica di proprietà fisiche e chimiche, fornendo importanti garanzie per l'utilizzo sicuro ed efficiente dell'energia nucleare.

1. Eccellente resistenza alle radiazioni
Le ceramiche Macor hanno una porosità nulla e proprietà di bassa attivazione neutronica, che possono ridurre efficacemente i danni da radiazioni. Nell'ambiente ad alte radiazioni dei reattori nucleari, anche l'esposizione a lungo termine può mantenere l'integrità strutturale ed evitare l'infragilimento o la deformazione causati dall'irradiazione. Ad esempio, nei supporti delle barre di controllo dei reattori nucleari, la loro resistenza alle radiazioni può estendere la durata di vita dei componenti a più di tre volte quella dei materiali metallici tradizionali. Questa eccellente resistenza alle radiazioni consente alle ceramiche Macor di sopportare una grande quantità di radiazioni neutroniche e bombardamenti di particelle ad alta energia senza danni strutturali significativi o degrado delle prestazioni.

2. Stabilità a temperature estreme
La ceramica Macor può resistere a temperature elevate e continue di 800 ℃ e a picchi di 1000 ℃, con un coefficiente di espansione termica (9,3 × 10 -⁶/K) simile a quello dei metalli. Questa caratteristica gli consente di evitare il rischio di fratture causate dallo stress termico nel ciclo termico dei reattori nucleari, garantendo il funzionamento stabile a lungo termine delle guarnizioni e dei componenti isolanti. In alcuni scenari applicativi ad alta temperatura dell'industria nucleare, come i componenti delle centrifughe per l'arricchimento dell'uranio, la resistenza alle alte temperature della ceramica Macor può garantire il funzionamento stabile delle apparecchiature in ambienti ad alta temperatura.

3, inerzia chimica e resistenza alla corrosione
Le ceramiche Macor hanno una resistenza estremamente forte ai mezzi corrosivi di acidi forti, basi forti e scorie nucleari. L'applicazione in componenti chiave come valvole e tubazioni delle apparecchiature di ritrattamento del combustibile nucleare può ridurre efficacemente il rischio di perdite causate dalla corrosione. La sua eccellente resistenza alla corrosione chimica può resistere all'erosione di quasi tutte le sostanze chimiche, ad eccezione dell'acido fluoridrico e dei metalli alcalini fusi, il che le rende efficaci nel trattamento e nello stoccaggio delle scorie nucleari, prevenendo efficacemente la corrosione dei materiali da parte delle scorie nucleari e garantendo una gestione sicura e uno stoccaggio stabile a lungo termine delle scorie nucleari.

4, basso tasso di rilascio di gas e compatibilità con il vuoto
In ambienti ad altissimo vuoto, il tasso di rilascio di gas della ceramica Macor è inferiore a 1 × 10 -⁹ Torr - L/s - cm ². Questa caratteristica evita che il gas rilasciato contamini la cavità del reattore, ed è particolarmente indicata per i componenti di isolamento sotto vuoto nei dispositivi di fusione nucleare. Il basso tasso di rilascio di gas e la buona compatibilità con il vuoto consentono di lavorare stabilmente in un ambiente sotto vuoto per lungo tempo, senza compromettere le prestazioni e la sicurezza dell'apparecchiatura a causa del rilascio di gas.

5, lavorazione di precisione e capacità di consegna rapida
La ceramica Macor supporta la lavorazione di precisione CNC con controllo della tolleranza fino a ± 0,013 mm. È in grado di produrre componenti non standard, come coperture di schermatura dalle radiazioni e staffe per assorbitori di neutroni con strutture complesse, senza la necessità di processi di sinterizzazione, e il ciclo di produzione è ridotto di 30% rispetto alle ceramiche tradizionali. Questo vantaggio di lavorazione consente alla ceramica Macor di rispondere rapidamente alle esigenze dell'industria nucleare, fornendo componenti personalizzati per soddisfare i requisiti di apparecchiature e processi diversi.

6. Scenari applicativi tipici dell'industria nucleare
（1） Componenti del nucleo del reattore
-Staffa di guida dell'asta di comando: Le caratteristiche di basso assorbimento di neutroni e di resistenza alle alte temperature della ceramica Macor assicurano un movimento preciso delle barre di controllo in ambienti con radiazioni ad alta temperatura, migliorando l'efficienza di regolazione del reattore.
-Guscio dello strumento di monitoraggio centrale: scherma le interferenze delle radiazioni esterne, garantisce l'accuratezza della trasmissione del segnale del sensore e si applica ai reattori a neutroni veloci e ai reattori raffreddati a gas ad alta temperatura.

（2） Apparecchiature per il ciclo del combustibile nucleare
-Rivestimento del contenitore per il trattamento del combustibile esaurito: resistenza alla corrosione e stabilità alle radiazioni, impedendo la fuoriuscita di materiale radioattivo e prolungando il ciclo di manutenzione delle apparecchiature a più di 5 anni.
-Componenti delle centrifughe per l'arricchimento dell'uranio: Il design leggero (densità di soli 2,52 g/cm ³) riduce l'inerzia rotazionale, migliora l'efficienza della centrifuga e resiste alla corrosione dell'esafluoruro di uranio.

（3） Stoccaggio e trasporto di rifiuti nucleari
-Contenitore di schermatura per rifiuti radioattivi ad alta attività: La struttura composita in ceramica multistrato di Macor è in grado di attenuare i raggi gamma e le radiazioni di neutroni, con un'efficienza di protezione 40% superiore a quella dei materiali a base di piombo e nessun rischio di inquinamento da metalli pesanti.
-Anello di tenuta del serbatoio di trasporto: La resistenza all'invecchiamento da radiazioni garantisce che le prestazioni di tenuta non si degradino durante il trasporto su lunghe distanze e ha superato test di temperatura estrema da -50 ℃ a +300 ℃.

8. Confronto delle prestazioni e vantaggio economico
Rispetto ai tradizionali materiali resistenti alle radiazioni, Ceramica Macor presentano vantaggi significativi in termini di densità, temperatura massima di esercizio, resistenza ai danni da radiazioni e complessità di lavorazione. Ad esempio, rispetto alle leghe a base di piombo, le ceramiche Macor hanno una densità inferiore, una temperatura massima di esercizio più elevata e una lavorazione più semplice; rispetto alle ceramiche a base di carburo di boro, sebbene il carburo di boro abbia una maggiore resistenza alla temperatura, la sua difficoltà di lavorazione e la sua fragilità sono più elevate, il che ne limita gli scenari di applicazione.