Каковы возможности безопасного применения керамики Macor в атомной промышленности

---

Атомная промышленность - важная отрасль, связанная с национальной экономикой, жизнеобеспечением населения и национальной безопасностью, и к ней предъявляются чрезвычайно высокие требования по безопасности и надежности материалов. Керамика Macor широко используются в атомной промышленности благодаря уникальному сочетанию физико-химических свойств, обеспечивая важные гарантии безопасного и эффективного использования ядерной энергии.

1, Отличная радиационная стойкость
Керамика Macor обладает нулевой пористостью и низкими нейтронно-активационными свойствами, что позволяет эффективно снизить радиационное повреждение. В условиях высокой радиационной обстановки ядерных реакторов даже длительное облучение позволяет сохранить целостность конструкции и избежать 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. Эта превосходная радиационная стойкость позволяет керамике Macor выдерживать большое количество нейтронного излучения и бомбардировки высокоэнергетическими частицами без значительного повреждения структуры или ухудшения характеристик.

2、 Стабильность при экстремальных температурах
Керамика Macor может выдерживать длительные 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. В некоторых высокотемпературных сценариях применения в ядерной промышленности, таких как компоненты центрифуг для обогащения урана, высокотемпературная стойкость керамики Macor может обеспечить стабильную работу оборудования в высокотемпературных средах.

3, Химическая инертность и коррозионная стойкость
Керамика Macor обладает чрезвычайно высокой устойчивостью к воздействию агрессивных сред - сильных кислот, сильных щелочей и ядерных отходов. Применение в таких ключевых компонентах, как клапаны и трубопроводы оборудования по переработке ядерного топлива, позволяет эффективно снизить риск утечки, вызванной коррозией. Его превосходная химическая коррозионная стойкость может противостоять эрозии практически всех химических веществ, за исключением плавиковой кислоты и расплавленных щелочных металлов, что позволяет ему хорошо работать при обработке и хранении ядерных отходов, эффективно предотвращая коррозию материалов под воздействием ядерных отходов, обеспечивая безопасное обращение и долгосрочное стабильное хранение ядерных отходов.

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. Низкая скорость выделения газа и хорошая совместимость с вакуумом позволяют ему стабильно работать в вакуумной среде в течение длительного времени, не влияя на производительность и безопасность оборудования из-за выделения материального газа.

5、 Точная обработка и возможность быстрой доставки
Керамика Macor поддерживает прецизионную обработку с ЧПУ с контролем допусков до ±0,013 мм. Она может производить нестандартные компоненты, такие как крышки радиационной защиты и кронштейны нейтронных поглотителей со сложной структурой, без необходимости спекания, а производственный цикл сокращается на 30% по сравнению с традиционной керамикой. Это технологическое преимущество позволяет компании Macor ceramics быстро реагировать на потребности атомной промышленности, предлагая индивидуальные компоненты, отвечающие требованиям различного оборудования и процессов.

6、 Типичные сценарии применения в атомной промышленности
（1） Компоненты активной зоны реактора
-Кронштейн направляющей штанги 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 инструмента мониторинга: экранирует внешние радиационные помехи, обеспечивает точность передачи сигнала датчика и 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, предотвращающие утечку радиоактивных материалов, увеличивающие цикл обслуживания оборудования более чем до 5 лет.
-Компоненты центрифуг 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
-Защитный контейнер для радиоактивных отходов высокого уровня: Многослойная керамическая композитная структура Macor способна ослаблять гамма-излучение и нейтронное излучение, при этом эффективность защиты на 40% выше, чем у материалов на основе свинца, и отсутствует риск загрязнения тяжелыми металлами.
-Уплотнительное кольцо транспортного бака: Устойчивость к радиационному старению гарантирует, что герметичность не ухудшится при транспортировке на дальние расстояния, и прошла испытания при экстремальных температурах от -50 ℃ до +300 ℃.

8、 Сравнение производительности и преимущество в стоимости
По сравнению с традиционными радиационно-стойкими материалами, Керамика Macor имеют значительные преимущества по плотности, максимальной рабочей температуре, устойчивости к радиационным повреждениям и сложности обработки. Например, по сравнению со сплавами на основе свинца керамика Macor имеет меньшую плотность, более высокую максимальную рабочую температуру и более легкую обработку; по сравнению с керамикой из карбида бора, хотя карбид бора имеет более высокую термостойкость, сложность обработки и хрупкость выше, что ограничивает возможности его применения.