Γιατί αναμιγνύετε 2,5 τοις εκατό Niobium στους σωλήνες ψυκτικού μέσου ενός αντιδραστήρα βαρέως νερού με πίεση;
Εδώ είναι γιατί το Niobium προστίθεται στο κράμα ζιρκονίου:
* Βελτιωμένη αντίσταση στη διάβρωση: Το Zirconium είναι ένα καλό υλικό για πυρηνικές εφαρμογές λόγω της διατομής απορρόφησης χαμηλών νετρονίων. Ωστόσο, είναι ευαίσθητο στη διάβρωση στο περιβάλλον υψηλής θερμοκρασίας, υψηλής πίεσης ενός PHWR. Το Niobium βελτιώνει σημαντικά την αντίσταση στη διάβρωση του κράματος, ιδιαίτερα παρουσία οξυγόνου.
* Ενισχυμένη δύναμη: Η προσθήκη Niobium αυξάνει επίσης τη δύναμη του κράματος ζιρκονίου, καθιστώντας το πιο ανθεκτικό στην παραμόρφωση υπό πίεση. Αυτό είναι ζωτικής σημασίας για τους σωλήνες ψυκτικού, οι οποίοι πρέπει να αντέξουν τις υψηλές πιέσεις μέσα στον αντιδραστήρα.
* Μειωμένη παραλαβή υδρογόνου: Τα κράματα ζιρκονίου μπορούν να απορροφήσουν το υδρογόνο από το περιβάλλον του νερού, το οποίο μπορεί να οδηγήσει σε κηλίδα και τελικά αποτυχία. Το Niobium βοηθά στη μείωση του ρυθμού πρόσληψης υδρογόνου, επεκτείνοντας τη διάρκεια ζωής των σωλήνων.
Γιατί το συγκεκριμένο ποσοστό;
Το συγκεκριμένο ποσοστό του niobium (συνήθως περίπου 1%) είναι μια προσεκτικά επιλεγμένη ισορροπία μεταξύ αυτών των παραγόντων:
* Αυξημένη αντίσταση στη διάβρωση: Τα υψηλότερα ποσοστά Niobium προσφέρουν καλύτερη αντοχή στη διάβρωση.
* Κόστος: Το Niobium είναι ένα πιο ακριβό στοιχείο από το ζιρκόνιο.
* Άλλες ιδιότητες: Τα υψηλότερα ποσοστά Niobium ενδέχεται να επηρεάσουν άλλες επιθυμητές ιδιότητες όπως η ολκιμότητα και η συγκόλληση.
Συνοπτικά:
Το Niobium είναι ένα κρίσιμο στοιχείο κράματος στο ζιρκόνιο που χρησιμοποιείται για σωλήνες ψυκτικού σε PHWR λόγω της σημαντικής συμβολής του στην αντοχή στη διάβρωση, τη δύναμη και τη μειωμένη παραλαβή του υδρογόνου. Το συγκεκριμένο ποσοστό του Niobium επιλέγεται με βάση την επίτευξη ισορροπίας μεταξύ των επιδόσεων και των εκτιμήσεων κόστους.
