We gebruiken cookies om uw ervaring te verbeteren. Door verder te browsen op deze site, stemt u in met ons gebruik van cookies. Aanvullende informatie.
In een eerder gepubliceerd onderzoek in het Journal of Nuclear Materials werden nieuw vervaardigd austenitisch roestvast staal met gelijkmatig verdeelde nanoschaal NbC-precipitaten (ARES-6) en conventioneel 316 roestvast staal onderzocht onder bestraling met zware ionen. Het zwelgedrag na de bestraling werd vergeleken om de voordelen van ARES-6 aan te tonen.
Studie: Zwellingweerstand van austenitisch roestvast staal met gelijkmatig verdeelde nanodeeltjes NbC onder bestraling met zware ionen. Afbeelding: Parilov/Shutterstock.com
Austenitische roestvrijstalen (RVS) worden veelvuldig gebruikt als interne componenten in moderne lichtwaterreactoren, waar ze worden blootgesteld aan hoge stralingsfluxen.
De verandering in de morfologie van austenitisch roestvrij staal als gevolg van neutronenabsorptie heeft een nadelig effect op fysische parameters zoals stralingsharding en thermische ontbinding. Deformatiecycli, porositeit en excitatie zijn voorbeelden van door straling geïnduceerde microstructuurveranderingen die vaak voorkomen in austenitisch roestvrij staal.
Daarnaast is austenitisch roestvast staal gevoelig voor door straling veroorzaakte vacuümexpansie, wat kan leiden tot potentieel dodelijke vernietiging van reactoronderdelen. Innovaties in moderne kernreactoren met een langere levensduur en hogere productiviteit vereisen daarom het gebruik van complexe constructies die beter bestand zijn tegen straling.
Sinds het begin van de jaren zeventig zijn er veel methoden voorgesteld voor de ontwikkeling van radioactieve materialen. In het kader van de inspanningen om de stralingsefficiëntie te verbeteren, is de rol van de belangrijkste aspecten van vacuümexpansie-elasticiteit bestudeerd. Desondanks kunnen roestvrijstalen met een laag austenietgehalte geen adequate corrosiebescherming bieden onder corrosieve omstandigheden, omdat austenitische roestvrijstalen met een hoog nikkelgehalte zeer gevoelig zijn voor stralingsverbrossing als gevolg van vervorming door heliumdruppels. Ook zijn er beperkingen aan het verbeteren van de stralingsefficiëntie door de legeringsconfiguratie aan te passen.
Een andere benadering is het toevoegen van diverse microstructurele kenmerken die kunnen fungeren als afvoerpunten voor puntdefecten. Deze afvoerpunten kunnen bijdragen aan de absorptie van door straling veroorzaakte intrinsieke defecten, waardoor de vorming van gaten en verplaatsingscirkels, ontstaan ​​door de opeenhoping van vacatures en openingen, wordt vertraagd.
Talrijke dislocaties, kleine precipitaten en korrelige structuren zijn voorgesteld als absorptiematerialen die de stralingsefficiëntie zouden kunnen verbeteren. Het conceptuele ontwerp met dynamische snelheid en verschillende observatiestudies hebben de voordelen van deze microstructurele kenmerken aangetoond bij het onderdrukken van de uitzetting van holtes en het verminderen van door straling veroorzaakte componentenscheiding. De spleet dicht zich echter geleidelijk onder invloed van straling en vervult niet volledig de functie van een afvoerpunt.
De onderzoekers produceerden onlangs austenitisch roestvast staal met een vergelijkbaar aandeel nano-niobiumcarbideprecipitaten die uniform in de matrix verspreid waren, met behulp van een industrieel staalproductieproces dat later de naam ARES-6 kreeg.
De meeste precipitaten zullen naar verwachting voldoende opvangplaatsen bieden voor intrinsieke stralingsdefecten, waardoor de stralingsefficiëntie van ARES-6-legeringen toeneemt. De aanwezigheid van microscopische precipitaten van niobiumcarbide levert echter niet de verwachte stralingsbestendigheid op basis van het raamwerk op.
Het doel van deze studie was daarom om het positieve effect van kleine niobiumcarbiden op de uitzettingsweerstand te testen. Ook werden de effecten van de dosisintensiteit op de levensduur van nanoscopische pathogenen tijdens bombardement met zware ionen onderzocht.
Om de toename in de spleet te onderzoeken, werd een nieuw geproduceerde ARES-6-legering met uniform verdeelde niobiumnanocarbiden gebruikt om industrieel staal te exciteren en te bombarderen met 5 MeV nikkelionen. De volgende conclusies zijn gebaseerd op zwellingmetingen, microstructuuronderzoek met nanometer-elektronenmicroscopie en berekeningen van de valsterkte.
Van de microstructurele eigenschappen van ARES-6P is de hoge concentratie nanoniobiumcarbideprecipitaten de belangrijkste reden voor de toegenomen elasticiteit tijdens zwelling, hoewel de hoge concentratie nikkel ook een rol speelt. Gezien de hoge frequentie van verplaatsingen vertoonde ARES-6HR een uitzetting die vergelijkbaar was met die van ARES-6SA, wat suggereert dat, ondanks de toegenomen sterkte van de tankstructuur, verplaatsing in ARES-6HR op zichzelf geen effectieve drainage mogelijk maakt.
Na bombardement met zware ionen wordt de quasi-kristallijne nanostructuur van de niobiumcarbideprecipitaten vernietigd. Als gevolg hiervan verdwijnen de meeste reeds aanwezige ziekteverwekkers in de niet-bestraalde monsters geleidelijk in de matrix bij gebruik van de in dit onderzoek gebruikte bestralingsinstallatie met zware ionen.
Hoewel de drainagecapaciteit van ARES-6P naar verwachting drie keer zo groot is als die van 316 roestvrijstalen plaat, bedraagt ​​de gemeten toename in uitzetting ongeveer zeven keer.
De oplossing van neerslagen van niobiumnanocarbide bij blootstelling aan licht verklaart het grote verschil tussen de verwachte en de werkelijke zwelweerstand van ARES-6P. Naar verwachting zullen nanoniobiumcarbidekristallen echter duurzamer zijn bij lagere dosisniveaus, en de uitzettingselasticiteit van ARES-6P zal in de toekomst aanzienlijk verbeteren onder normale omstandigheden in een kerncentrale.
Shin, JH, Kong, BS, Jeong, C., Eom, HJ, Jang, C., & AlMousa, N. (2022). Shin, JH, Kong, BS, Jeong, C., Eom, HJ, Jang, C., & AlMousa, N. (2022). Shin, JH, Kong, BS, Chon, K., Eom, HJ, Jang, K., & Al-Musa, N. (2022). Shin, JH, Kong, BS, Jeong, C., Eom, HJ, Jang, C., & AlMousa, N. (2022). Shin, JH, Kong, BS, Jeong, C., Eom, HJ, Jang, C., & AlMousa, N. (2022). Shin, JH, Kong, BS, Chon, K., Eom, HJ, Jang, K., & Al-Musa, N. (2022).Zwellingweerstand van austenitisch roestvast staal met gelijkmatig verdeelde nanoschaal NbC-precipitaten onder bestraling met zware ionen. Journal of Nuclear Materials. Beschikbaar op: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022311522001714?via%3Dihub.
Disclaimer: De hier geuite meningen zijn die van de auteur in zijn persoonlijke hoedanigheid en weerspiegelen niet noodzakelijkerwijs de meningen van AZoM.com Limited T/A AZoNetwork, de eigenaar en beheerder van deze website. Deze disclaimer maakt deel uit van de gebruiksvoorwaarden van deze website.
Shahir studeerde af aan de faculteit Lucht- en Ruimtevaarttechniek van het Islamabad Institute of Space Technology. Hij heeft uitgebreid onderzoek gedaan naar instrumenten en sensoren in de lucht- en ruimtevaart, computationele dynamica, constructies en materialen in de lucht- en ruimtevaart, optimalisatietechnieken, robotica en schone energie. Vorig jaar werkte hij als freelance consultant op het gebied van lucht- en ruimtevaarttechniek. Technisch schrijven is altijd Shahirs sterke punt geweest. Of hij nu prijzen wint in internationale competities of lokale schrijfwedstrijden, hij blinkt erin uit. Shahir is dol op auto's. Van Formule 1-races en het lezen van autonieuws tot kartracen, zijn leven draait om auto's. Hij is gepassioneerd over zijn sport en probeert er altijd tijd voor vrij te maken. Squash, voetbal, cricket, tennis en racen zijn zijn hobby's waar hij graag tijd aan besteedt.
Hete zweetdruppels, Shahr. (22 maart 2022). De zwelweerstand van een nieuwe nanogemodificeerde reactorlegering is geanalyseerd. AZonano. Geraadpleegd op 11 september 2022 van https://www.azonano.com/news.aspx?newsID=38861.
Het zweet spat ervan af, Shahr. "Analyse van de zwelweerstand van nieuwe nanogemodificeerde reactorlegeringen". AZonano.11 september 2022.11 september 2022.
Het zweet spat ervan af, Shahr. “Analyse van de zwelweerstand van nieuwe nanogemodificeerde reactorlegeringen”. AZonano. https://www.azonano.com/news.aspx?newsID=38861. (Geraadpleegd op 11 september 2022).
Hete zweetdruppels, Shahr. 2022. Analyse van de zwelweerstand van nieuwe nanogemodificeerde reactorlegeringen. AZoNano, geraadpleegd op 11 september 2022, https://www.azonano.com/news.aspx?newsID=38861.
In dit interview bespreekt AZoNano de ontwikkeling van een nieuwe, door licht aangedreven, optische nanodrive in vaste stof.
In dit interview bespreken we nanodeeltjesinkten voor de productie van goedkope, printbare perovskietzonnecellen die de technologische overgang naar commercieel haalbare perovskietapparaten kunnen vergemakkelijken.
We spreken met de onderzoekers achter de nieuwste doorbraken in het hBN-grafeenonderzoek, die zouden kunnen leiden tot de ontwikkeling van de volgende generatie elektronische en kwantumapparaten.
Filmetrics R54, een geavanceerd instrument voor het in kaart brengen van de plaatweerstand van halfgeleider- en composietwafers.
Met de Filmetrics F40 verandert u uw bureaumicroscoop in een instrument voor het meten van dikte en brekingsindex.
NL-UHV van Nikalyte is een geavanceerd instrument voor het creëren van nanodeeltjes in een ultrahoog vacuüm en het afzetten ervan op monsters om gefunctionaliseerde oppervlakken te vormen.