המהפכה השקטה: בניית חומרים ששורדים את הליבה הבלתי נשכחת של פוקושימה

ההתמוססות ב-Fukushima Daiichi במרץ 2011 שחררו טור של זיהום רדיואקטיבי שיאתגר צוותים לניקוי במשך עשרות שנים, בעוד שרוב תשומת הלב הציבורית מתמקדת ברובוטים, מערכות טיפול במים, וחיישנים מרוחקים שהופכים את פירוק אפשרי, בסיס בלתי נראה תומך בכל הפעולות הללו: חומרים המונדסים לעמוד במינונים קרינה שיפציצו את הפלדה הרגילה, הבטון, ואת הקונבנציונאלי לנפץ חומרים אטומיים, אשר יעצרו אותם.

מאמר זה חוקר את המדע, ההנדסה והפריסת העולם האמיתי של חומרים עמידים לקרינה בפוקושימה, מהמנגנונים בקנה מידה אטומי של נזק לפריצות הדרך האחרונות להיות נבדקים בתוך בנייני הכור.ה, השיעורים שנלמדים כאן מעצבים לא רק מפת הדרכים של פירוק אלא גם את עתיד החומרים הגרעיניים ברחבי העולם.

בתוך אזור המלחמה הרדיולוגי

מסלול המכשול בתוך יחידות 1, 2, ו 3 הוא קיצוני. Neutron ו gamma שדות שיהרגו אדם תוך דקות גם מחריב כל חומר חשוף.הפסולת הנמסת פולטת קרינה אינטנסיבית המנציח את המים הסובבים ואת האוויר, ומייצרת כימיקלים תגובתיים אשר מפצחים מתכות והתקפות קבועות.

לכן המאמץ המרתיע של יפן הפך למעבדה עולמית מסיבית למדע החומרים.הסוכנות לאנרגיה אטומית של יפן (JAEA) אטומית 1 ו-FLT:2 המכון למחקר בינלאומי לפירוק גרעיני (IRID)FLT 3 שפך משאבים להבנת האופן שבו כל שיעור של חומרים מסוכנים בתנאים ספציפיים באתר, אך לא ניתן היה לשרוד רק 2 טריליון חומרים מתקדמים, אלא גם אם כן, כמו כן, עד כה, עד שעדיין לא ניתן היה צורך לפתח חומרים חלופיים, אלא גם אם כן, עד שעדיין לא היה צורך ב- 24 שנים, אלא גם כן, עד כה, עד כדי כך, עד שעדיין לא ניתן היה צורך בחשיפה, עד שעדיין לא היה צורך בחשיפה משמעותית, עד שמפתחים, עד שעדיין לא ניתן היה צורך ב- 24 טריליון חומרים מתקדמים, עד כדי כך, עד כדי כך, עד שעדיין לא היה צורך בחשיפה, עד כדי כך, עד שעדיין לא ניתן היה צורך בחשיפה, עד כדי כך, עד כדי כך, עד שעדיין לא ניתן היה צורך ב- 24 לשפוך משאבים החל מוחלף, עד שמפתחים, עד שמפתחים, עד שמפתחים, עד שמפתחים, עד שעדיין לא ניתן היה צורך ב- 24 לשפוך

הפיזיקה של הכישלון: כיצד קרינה תוקפת חומרים

לפני שהמהנדסים יכולים לעצב חומרים טובים יותר, עליהם להבין בדיוק כיצד הקרינה הורסת אותם.המנגנונים נופלים לשלוש קטגוריות:0displacement damageFLT:1, FLT:2ionization ורדיוlysis (FLT 3: 3, ו-FLT:4-Gal) נפיחות מושרה גז:5 כל מנגנון שולט במשטרים שונים של מנהרות וחומרי, ולעתים קרובות הם פועלים כדי להאיץ כישלונות נטיות.

נזקי הנפץ: המתקפה האטומית

(ה) לנקסטרונים ולמושגים באנרגיה גבוהה יש מספיק אנרגיה קינטית כדי לדפוק אטומים מעמדות הנקה שלהם.כל התנגשות יוצרת קערה של vacancies (האטומים) ו- Interstitials (atoms wedged בין אתרים רגילים) כמו פגמים אלה מצטברים, הם מתקבצים לפסולות מתפוררות, ריקות, ותאים חדשים.

הדינמיקה של הסקארקדן תלויה באנרגיה של חלקיק האירוע ואת המבנה הקריסטל של המטרה.מול מול מתכת מעוקבת ממוקדת כמו פלדה אל-חלד אל-אלטאית הם בדרך כלל עמידים יותר מאשר ברזל מעוקב ממוקד גוף, אבל הם עדיין נכנעים לרוקן נפיחות במינונים גבוהים. Ceramics עם קשרים קונדסיים חזקים או איקוניים, כגון אלומיניום או סיליקון, יכול לנגב מחדש של אטומים רבים של אטומים מוכרים באמצעות אטומים חדשים של אטומים כגון: אטומים של עיצוב מולקולריים חדשים של אטומים של אטומים או אטומים של אטומים של אטומים של אטומים של אטומים של אטומים של 1FLTeric.

איוניזציה ורדיוליזה: מלחמת הכימיה

קרני גאמה וחלקיקי בטא בעיקר מזייף אלקטרונים ולא למקם את nuclei.In פולימרים, ionization שובר אג"ח מולקולרית, גורם לנפיחות שרשרת (קיצור השרשראות הפולימרים והורס כוח) או cross-linking (שהופך את החומר נוקשה וגלוע) במתחים אורגניים ותרכובות אורגניות, רדיויסטזה יוצרת מרק של רדיקלים חופשיים -oxyl קיצוני, מימן, ולכן הוא כל כך מחמצן (מחץ) כמו סגסוגת אלקטרו-CC) מחוספסת: קרינת מתכת (Riccross) מחוספסת) מחוספסת: קרינת מתכת מוגברת (Ricial) היא הסיבה לכך היא: סגסוגת) מחוספסת אבטחה (מחץ) ומזרזת: 1Diccross) היא הסיבה לכך היא אמצעי הגנה (Ric Relicial) היא אמצעי הגנה (מחץ) מחוספסת) ואפקטית (מחץ) באמצעות תרכובת) בתרכובת אבטחה (מחץ) בתרכובות) מחוספסת: סגסוגת הגנה (Ricross) בתרכובות) בתרכובות) בתרכובות) בתרכובות) בתרכובות) בתרכובות

גז: התרחבות נסתרת

(Nrons Transmute יציבה איזוטופים לתוך הליום ומימן באמצעות תגובות כגון (n,α) ו (n,p) אטומי גז אלה נודדים לגבולות דגנים מצטברים, כמו הלחץ מצטבר, מעוקבים חומריים, blisters, וחלשים (n, 000) לרכיבים חייבים להתאים יחד בדיוק - כגון משטחים של זרוע רובוטית - אפילו כמה אחוזים יכולים לגרום להפחתה של בועות חום או להפחתה של פחמן גבוה של בועות שחורות (או בועות) לכדי בועות שחורות, מאשר לכדי בועות שחורות, או בועות שחורות, כמו בועות שחורות, כמו בועות שחורות של בועות שחורות, כמו בועות של בועות שחורות, כמו נפיחות, כמו נפיחות, או נפיחות, כמו נפיחות, או נפיחות, או נפיחות של נפיחות של נפיחות של נפיחות של נפיחות של נפיחות של נפיחות של נפיחות של נפיחות של בועות שחורות, או בועות שחורות, או בועות שחורות, כמו בועות של בועות שחורות, כדי להשיג נפיחות, כדי להשיג נפיחות, 000 בועות שחורות, כדי להשיג בועות של בועות שחורות של בועות של בועות שחורות של בועות שחורות בועות שחורות בועות שחורות

משפחות חומריות קרינה-Resistant Materials

שום חומר יחיד אינו יכול לפתור את כל האתגרים, אך עשרות שנים של מחקר גרעיני, המואץ על ידי דחיפותו של פוקושימה, הפיק ארגז כלים של אפשרויות המותאמות לתפקידים ספציפיים.הסעיפים הבאים מפורטים את המשפחות המבטיחות ביותר ואת יישום העולם האמיתי שלהם באתר.

Ceramics מתקדם: The Durable Workhorses

(ה) הם ילדי הכרזות של התנגדות קרינה.FLT:0) ,(SiC) ,FLT:2O3)bide (SiC) אשר מאמת את ה-JiC) ל- 10 ⁇ (SiC) אשר נבדקו ב-ZrO2)FLT:5 יש אנרגיות גבוהות ויציבות כימית מעולה במיוחד עבור סוללת דלק חד-חמצני, כי יש כמה תכונות הגנה עצמית, כמו גם על בסיס קרמיקה, כמו גם על פני קרמיקה, כמו גם על פני כמה כלי קרמיקה, כמו גם על בסיס קרמיקה, כמו גם על בסיס קרמיקה, כמו גם על בסיס קרמיקה, כמו גם על בסיס קרמיקה, כמו קרמיקה, כמו גם על בסיס קרמיקה, כמו גם על ידי קרמיקה, כמו גם על ידי קרמיקה, כמו גם על ידי קרמיקה, כמו גם על ידי קרמיקה, כמו גם על ידי קרמיקה, כמו גם על בסיס קרמיקה, כמו גם על ידי קרמיקה, כמו גם על בסיס קרמיקה, 000 קרמיקה, כמו גם על בסיס קרמיקה, כמו גם על בסיס קרמיקה, כמו גם על ידי הגנה על ידי קרמיקה, כמו גם על בסיס קרמיקה, כמו קרמיקה, כמו קרמיקה, כמו

(הקורס החדש הנקרא:0)שלבי MAXsFcioLT:1 (התקנים הנטושים והניטרידס - מקורו בתנודות קרמיקה עם יכולת מתכתית.חומרים האלה הראו יכולת יוצאת דופן להרחיב את מחזורי ה-FLT:2 עצמו-healFLT:3 תחת הקרנה של מחסנים קטנים, לאחר שחוקרים אחרים הוכיחו את הפגמים גדולים כמו אלה, כמו גם מחסנים חזקים של מערכות יחסים גבוהות יותר, כמו .

Ceramic Matrix Composites: oughness Through Architecture

(הופנה מהדף קרמיקה של מונוליטית (Monlithic קרמיקה) היא בעייתית עבור רכיבים שצריכים לשאת עומסים או לשרוד השפעות (FLT:0) מטריקס מטריקס מטריקס (CMCs) 1LT:1 LT:1 על ידי הטמעת סיבים חוזרים (Sply Carbon) או SiC סיביים - במטרת קרמיקה, נפיחות, לחץ, מניעת חיטוי אווירי של 40%) של פחמן דו-חמצני.

פולימרים קרינה: שמירה על גמישות

(ב) ,בסביבותיה מהר תחת קרינת הקרנה, אך משפחה שנבחרה עומדת במינונים גבוהים באופן מפתיע, המפתח נמצא במבנה המולקולרי: טבעות ארומטיות (טבעות דמויות benzene) מתפזרות אנרגיה באמצעות התחדשות אלקטרונית ללא הפסקות פחמן-פחמן (FLT) ו- MGFlasticus (Kapton)FLT:1, FLT2ye:2, Ethertird Etherd) מכילות של חומרים מ-Fercir-Flasticercents (Flastic) ו-Flastic) של חומצה חשמלית (Fon-Flastic) ו-Fercate) ו-Flastic) של 10.

גישה חדשנית נוספת היא (FLT:0) ציפויים מאוישים של ציפויים FLT:1 [Efoxy resins ניסחו עם ריכוזים גבוהים של קשיחות ארומטית מוחלים על קירות קונקרטיים ועל משטח פלדה, ולאחר מכן חשופים לקרינת gamma כדי להשלים את תהליך הקישור צלב-linking.התוצאה היא שכבה צפופה, בלתי-אפשרית, אשר מתנגדת להתפרצות קרינה וכימיקלית מסוכני דה-Fconmination אלה היו יכולים להיות בשימוש על מנת להגן על פני שטח של מים רצופים (Fkov) על פני שטח אחסון רצופים של 20 מטרים פנימיים של מים רצופים.

קונסולות מתקדמות: Redesigned from the Aggregate Up

רגיל משתמש במצטברות קוורץ ואבן גיר שפגיעות במחקר של ערפילית: 3 (Alkali-silica response) ותגובה אלקלי-סיליקה (FLT:0Radiation-HardsFLT:1) מעצימה את הביצועים האלה עם מינרלים צפופים כגון barite (barium sulfate), מגנטיט (דלקת ברזל), או colemanite (מינרל של סידן).

שם הספר בלועזית: The Frontier of Metallurgy

פלדה מסורתית וסגסוגת ניקל עדיין לשחק תפקידים מרכזיים, אבל ⁇ חדש מציעים שיפורים דרמטיים. פיזור אטומי מתפזרים (ODS) פלדהsphFLT:1 מכיל חלקיקים ננומטריים ytria כי סיכות מספיקים ו סופגים פגמים קרינה.

(הופנה מהדף ⁇ ⁇ גבוהה (HEAss)PerLT) מציע מסלול אחר.חומרים אלה לערבב בכוונה חמישה או יותר אלמנטים עיקריים בערך באותה פרופורציה, יצירת ביצועים מעוות מאוד אשר מעכבים הגירה פגומה 5.The FLT:2 Canסגסוגת FLT 3FLT 3 (CoCrFen Nin Nin) וגרסאותיה הוכיחו התנגדות יוצאת דופן לייצור קרינה קשה ואפקט לייזר.

פיזור עולמי: ממעבדה ועד בניין תגובה

המבחן האולטימטיבי של כל חומר הוא פריסה בפועל פעולות ניקוי. מרכיבים רבים ב Fukushima לשלב חומרים עמידים קרינה כי עדיין היו משככי מעבדה לפני עשור.התרגום ממחקר לשימוש שדה מואץ באמצעות תוכניות הסמכה קפדניות ושותפויות קרובות בין אוניברסיטאות, תעשייה, ו TEPCO.

מערכות רובוטיות

(ב) ⁇ (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

טיפול במים ואחסון

(FLT:0) מערכת עיבוד נוזלי מתקדמת (ALPS)BuildFLT:1 ומערכת ההדלפה ההלכתית שלה מטפל מיליוני ליטר מים מזוהמים מדי יום.המשאבות והשתתומות בשימוש ב-O-rings עשויים מתרכובת פלואורסטומר במיוחד עבור עמידות פנימית מתמשכת של כלי ה-EPAPTLS, אשר לא הוכחו לאחרונה, לאחר קיבולת טיפולית 3 שנים של מערכת הפעלה רציפה של כלי .

פולס ריילנד

(הופנה מהדף ⁇ ) ⁇ דלק מ- יחידה 2 דורש כלים שיכולים גם לתפוס חלקים בלתי סדירים, רדיואקטיביים גבוהים לשרוד את הסביבה הקיצונית. לכידת פרוטה שימוש ב-FLT:0SiC/SiC) המגדירים את חומר ה-SiC/SiCiC.SiC/SiC.SiC.SiC.SiC.SiC.SiC.SiC.SiC.Edigrec.SiC.SiC.SiC.SiC.SiC.SiC.SiC.SiC.SiC.SiC.SiC.SiC.SiC.SiC.SiC.SiC.SiC.SiC.Edigreve, אשר יגדיר בהצלחה את חומר המסובלמכילהתמחדש, אשר ביצע בהצלחה מנפח את חומר המסובבטווח המפרק את חומר המסובבטווח המפרק את חומר הגלום של חומר למניעת מינון מורכב מפולג'מפרק את חומר ה-FLT 1 של חומר ה-FLT 1 של

אתגרים ופתרונות מתפתחים

למרות התקדמות משמעותית, ההוורדים נשארים 5-10 פעמים יותר מאשר ⁇ סטנדרטית, ו- SiC / SiC מורכב יכול להיות 100 פעמים יותר יקר מאשר נירוסטה על בסיס טיסה (ODS פלדה) במשקל 5-10 פעמים יותר מאשר סגסוגת סטנדרטית, ו-SiC / SiC מורכב יכול להיות 100 פעמים יותר יקר מאשר דלקת שומן בגודל של 1DS, כולל: 7DVFIFIFI) כולל ירידה במשקל של 1D2FIFIFIFIFIFIFIFI:

(FLT:0) קביעת ביצועים ארוכי טווח של 1FLT:1 בתנאים רב מתח נשאר קשה.רוב בדיקות מואצות משתמשות בדבורים ion כי חודר רק כמה יחידות מיקרומטר, משאיר השפעות לא ברורות.לכתובת זאת, החוקרים מטביעים את האינדיקטורים הראשונים של התחזוקה:2fiber-אופטיקה FLT:3 לתוך בדיקות המותקנות בתוך המבנים Fukushima אלה, מדדים לטמפרטורה גבוהה יותר מ- 2 שנים, כדי לזהות חיישנים לטווח ארוך.

(FLT:0) אישור רישום אישורים לרישום 1:1 הוא עוד צוואר בקבוק.רשות הרגולציה הגרעינית של יפן (NRA) דורשת חומרים המשמשים יישומים הקשורים לבטיחות לעבור בדיקות קפדניות ואישור, לעתים קרובות לוקח שנים.לייעל תהליך זה מבלי להפחית את תקני הבטיחות המוסמך על מנת לקדם את העיסויים המתמשכים של ה-FLT:2World Nuclear AssociationFLT:3 פרסמו הנחיות לגישה מתקדמת, שבה נעשה שימוש במהירות של 20 פונקציות מתקדמות יותר.

מורשת: תעשייה גרעינית בטוחה יותר

החומרים שפותחו עבור Fukushima ימצאו יישום רחוק מעבר לאתר יחיד זה. Accident-סובלנות דלקים Fukushima:1 עבור הדור הבא כורים להשתמש SiC cladding ורכיבים מבניים מורכבים בהשראת ישירות על ידי מחקר Fukushima. Fusion, אשר מייצרים אפילו יותר שטף נויטרונים, יהיה תלוי על אותם קרמיקה ו ODS כי הם צברו חומרים ממעבדה כיום, לא יכול להיות ממעבדה, אשר יכול להיות ממתכת גבוהה יותר, אשר יכול להיות ממתכת, כי הוא חומר אמיתי, אשר יכול להיות מסגסוגת חומר אמיתי, כי הוא רק חומר זהה, כי הוא למעשה, כי הוא לא יכול להיות מסגסוגת חומר אמיתי, כי הוא לא יכול להיות מסגסוגת אמת, כי הוא רק חומר זהה, כי הוא לא יכול להיות מסגסוגת אמת, כי הוא חומר אמיתי, כי הוא חומר נפץ, אשר יכול להיות מסגסוגת חומר זהה, כי הוא כבר היום.

[ה] שיתוף פעולה בינלאומי ממשיך להניע את ההתקדמות.הסוכנות לאנרגיה גרעינית של סוכנות האנרגיה הגרעינית של ה-OECD:0 [מהפכה] מדע וטכנולוגיה החטיבה של הדיוויזיה 1:1 לתאם בדיקות עגולות של חומרים מועמדים על פני מדינות מרובות, ומבטיח כי התוצאות ניתנות להשגה וכי שיטות הטובות ביותר משותפות את עבודת החשמל בעתיד יתמקדו בכל רכיב אחר של חומרים ממריצים של FLT:2 עצמו, כולל חומרים ממריצים של LT5, 7.

בסופו של דבר, התפתחות חומרים עמידים לקרינה אינה רק צורך טכני – זוהי עדות להתחדשות האנושית בפני הפגיעות.הקרמיקה, הקרמיקה, התרכובות וה ⁇ השוהים את המבצר של פוקושימה יסייעו לבנות עתיד שבו כוח גרעיני נקי יותר, בטוח יותר, יותר ויותר גמיש, להבטיח כי לקחי אסון אחד לטובת העולם כולו.