Преимущества и применение керамики Macor в области радиационной защиты в атомной промышленности

Основные преимущества керамики Macor
Керамика Macor (микрокристаллическая стеклокерамика) - это высокоэффективный материал, обладающий значительными преимуществами в области радиационной защиты в атомной промышленности благодаря своим уникальным физико-химическим свойствам

1. Отличные показатели радиационной стойкости
   Керамика Macor обладает нулевой пористостью и низкими нейтронно-активационными свойствами, что позволяет эффективно снизить радиационное повреждение. Даже при длительном воздействии высокой радиации она может сохранять структурную целостность и избегать охрупчивания или деформации, вызванных облучением. Например, в опорах управляющих стержней ядерных реакторов их радиационная стойкость позволяет увеличить срок службы компонентов более чем в три раза по сравнению с традиционными металлическими материалами.
2. Стабильность при экстремальных температурах
   -Керамика Macor может выдерживать непрерывные высокие температуры 800 ℃ и пиковые температуры 1000 ℃, при этом коэффициент теплового расширения (9,3 × 10 -⁶/K) аналогичен коэффициенту теплового расширения металлов. Эта характеристика позволяет избежать риска разрушения, вызванного термическим напряжением в тепловом цикле ядерных реакторов, обеспечивая долгосрочную стабильную работу уплотнений и изоляционных компонентов.
3. Химическая инертность и коррозионная стойкость
   -Керамика Macor обладает чрезвычайно высокой устойчивостью к воздействию коррозионных сред - сильных кислот, сильных щелочей и ядерных отходов. Коррозионная стойкость ключевых компонентов, таких как клапаны и трубопроводы в оборудовании для переработки ядерного топлива, позволяет эффективно снизить риск утечки, вызванной коррозией.
4. Низкая скорость выделения газа и совместимость с вакуумом
   -В условиях сверхвысокого вакуума скорость газовыделения керамики Macor составляет менее 1 × 10 -⁹ Торр - Л/с - см². Эта особенность позволяет избежать выделения газа, загрязняющего полость реактора, и особенно подходит для компонентов вакуумной изоляции в устройствах ядерного синтеза.
5. Точная обработка и возможность быстрой доставки
   -Керамика Macor поддерживает прецизионную обработку с ЧПУ с контролем допусков до ±0,013 мм. Она позволяет изготавливать нестандартные компоненты, такие как крышки радиационной защиты и кронштейны нейтронных поглотителей со сложной структурой, без необходимости спекания, а производственный цикл на 30% короче, чем у традиционной керамики.

2、 Типичные сценарии применения в атомной промышленности
Керамика Macor широко используется в атомной промышленности, охватывая множество этапов - от компонентов активной зоны реактора до утилизации ядерных отходов:

1. Компоненты активной зоны реактора
   -Кронштейн направляющей стержня управления: Низкие характеристики поглощения нейтронов и высокая термостойкость керамики Macor обеспечивают точное перемещение стержней управления в условиях высокотемпературной радиационной среды, повышая эффективность регулирования реактора.
   -Оболочка прибора мониторинга: экранирует внешние радиационные помехи, обеспечивает точность передачи сигнала датчика, применяется в реакторах на быстрых нейтронах и высокотемпературных газоохлаждаемых реакторах.
2. Оборудование для ядерного топливного цикла
   -Облицовка контейнера для переработки отработанного топлива: коррозионная стойкость и радиационная устойчивость, предотвращение утечки радиоактивных материалов, продление цикла обслуживания оборудования до более чем 5 лет.
   -Компоненты центрифуги для обогащения урана: Легкая конструкция (плотность всего 2,52 г/см ³) снижает инерцию вращения, повышает эффективность центрифуги и противостоит коррозии от гексафторида урана.
3. Хранение и транспортировка ядерных отходов
   -Контейнер для защиты радиоактивных отходов высокого уровня: Многослойная керамическая композитная структура Macor может ослаблять гамма-лучи и нейтронное излучение, с эффективностью защиты 40% выше, чем у материалов на основе свинца, и без риска загрязнения тяжелыми металлами.
   -Уплотнительное кольцо транспортного резервуара: Устойчивость к радиационному старению гарантирует, что эффективность уплотнения не ухудшится во время транспортировки на большие расстояния, и прошло испытания при экстремальных температурах от -50 ℃ до +300 ℃.

Керамика Macor стали идеальным материалом для радиационной защиты в атомной промышленности благодаря своей превосходной радиационной стойкости, высокой температурной стабильности, химической инертности, низкой скорости выделения газов и возможности точной обработки. Будь то точный контроль компонентов активной зоны реактора или защитные барьеры для захоронения ядерных отходов, керамика Macor может обеспечить высоконадежные, износостойкие и адаптируемые решения, обеспечивая критически важную поддержку безопасности и технологических инноваций в ядерной энергетике.