abril 14, 2021

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Los reactores de fisión nuclear tienen un nuevo aliado que seguirá creciendo: Alloy 617

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La presión térmica ejercida por los componentes de división que usamos actualmente en los reactores de las centrales nucleares es muy alta. Los hornos de agua ligera operan en el rango de 290 a 325 C, pero Diseños de cuarta generación Intentar que los ingenieros las hagan rápidamente, tanto técnica como comercialmente, presenta nuevos desafíos. Uno de ellos es la temperatura.

Algunos de los diseños más prometedores son los hornos de alta temperatura (VHDR) que funcionan con helio. Reactores de velocidad refrigerados por gas (GFR), reactores de velocidad refrigerados por sodio (SFR), reactores supercríticos refrigerados por agua (SCWR), reactores de velocidad refrigerados por aleación de plomo (LF) .FR) y los hornos de sal son muy interesantes. Combinado (MSR). Todos estos diseños tienen una cosa importante en común: su temperatura de funcionamiento. Puede exceder fácilmente 600 exceder C.

La temperatura de funcionamiento de los reactores nucleares de alta temperatura puede superar fácilmente los 600 ° C

Temperaturas tan altas no son fáciles de manejar con total seguridad porque deben usarse en producción. Componentes importantes de los hornos.Como barcos o intercambiadores de calor, componentes químicos y aleaciones. Puede soportar un estrés térmico muy alto Su estructura se deteriora, dejando invariable su tamaño. Esto se debe al extraordinario rigor de la norma PPVC (Código de Calderas y Recipientes a Presión), que actualmente cumple los requisitos para los materiales utilizados en la producción de reactores nucleares de alta temperatura.

Hasta hace muy poco, solo cinco materiales podían superar los requisitos impuestos por el estándar BPVC para reactores nucleares de alta temperatura, mientras que 100 materiales diferentes podían usarse en la producción de un solo horno de agua ligera. La escasez de componentes disponibles para la producción anterior parecía condenar a las centrales nucleares de cuarta generación a un futuro incierto, pero recientemente Se ha agregado una nueva aleación. Lista seleccionada de estándares BPVC, y le permite mirar hacia el futuro de estos reactores de fisión nuclear.

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Las barras de combustible y el agua que necesita entrar en contacto con ellas para absorber su energía térmica se colocan dentro de un tanque llamado recipiente.

Hay una respuesta a la aleación 617.

Para que un nuevo material se utilice en la fabricación de componentes importantes de un reactor nuclear de alta temperatura, es necesario pasar de antemano algunas pruebas severas de estrés y temperatura. De hecho, durante los últimos 30 años No se agregó material nuevo En la lista estándar de BPVC. Pero 617 Alloy lo ha logrado.

Recientemente y después de 12 años de pruebas en el US INL (Laboratorio Nacional de Idaho), este material ha pasado la verificación prescrita por la ASME (Asociación Americana de Ingenieros Mecánicos) y se ha convertido en parte de la selecta lista de estándares BPVC. La aleación se convirtió en 617 Cromo, cobalto, níquel y molibdenoEntonces, cada uno de estos componentes químicos está en una proporción cuidadosamente definida.

La aleación puede trabajar a temperaturas de hasta 617 950 ° C.

Lo que lo hace tan atractivo es que su estructura y propiedades físico-químicas únicas y su resistencia a la oxidación le permiten resistir el estrés térmico de los reactores nucleares de alta temperatura con el crédito que necesitan. De hecho, según INL, hasta hace poco cinco productos que podían utilizarse en la producción de estos hornos no podían utilizarse a temperaturas superiores a 750 ° C, mientras que las aleaciones 617 podían funcionar. A temperaturas de hasta 950 a C..

La disponibilidad de material tan prometedor para los ingenieros que participan en el diseño de centrales nucleares de cuarta generación nos llama a mirar con confianza el futuro de la energía nuclear. Todavía hay dos desafíos importantes que plantea esta tecnología de generación de energía: el alto costo de arranque de las centrales eléctricas y Gestión de residuos. Pero esta es otra discusión, y precisamente algunos diseños Centrales nucleares de cuarta generación Qué ingenieros están trabajando propone soluciones a estos desafíos.

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Más info | Foro atómico | Departamento de Energía de los Estados Unidos

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