1 duclear核材料の定義
広い意味では、核材料は、核産業と核燃料および核工学材料、すなわち非核燃料材料を含む核科学研究でのみ使用される材料の一般的な用語です。
一般的に核材料と呼ばれるのは、主に反応器材料としても知られる反応器のさまざまな部分で使用される材料を指します。反応器材料には、中性子爆撃下で核核分裂を受ける核燃料、核燃料成分のための材料、クーラント、中性子モデレーター（モデレーター）、ニュートロンを強く吸収するコントロールロッド材料、および反応器の外側の中性子漏れを防ぐ反射材料が含まれます。
2、CO希土類資源と核資源との関連する関係
モナザイトは、リンコール酸塩とリンコタイトとも呼ばれ、中間酸火成岩と変成岩の一般的なアクセサリーミネラルです。モナザイトは、希土類金属鉱石の主要な鉱物の1つであり、堆積岩にも存在します。茶色がかった赤、黄色、時には茶色がかった黄色、脂っこい光沢、完全な切断、5-5.5のMOHS硬度、および4.9-5.5の比重。
中国のいくつかのプレーサータイプの希土類堆積物の主要な鉱石鉱物は、主にトンチェン、湖山、ユエヤン、フナン、シャングラオ、江西、un、ユンナン、および郡、郡に位置するモナザイトです。ただし、プレーサータイプの希土類資源の抽出は、多くの場合、経済的に重要ではありません。孤独な石には、しばしば反射的なトリウム要素が含まれており、市販のプルトニウムの主な供給源でもあります。
3 fusion特許パノラマ分析に基づく核融合と核核分裂における希土類応用の概要
希土類検索要素のキーワードが完全に拡張された後、それらは拡張キーと核核分裂と核融合の分類数と組み合わされ、Incoptデータベースで検索されます。検索日は2020年8月24日です。4837年の特許は、単純な家族の合併後に取得され、4673人の特許が人工騒音削減後に決定されました。
核分裂または核融合の分野での希土類特許出願は、主に日本、中国、ドイツ、ロシアなどに集中している56か国/地域に分布しています。特に中国の特許技術アプリケーションが増加しているPCTの形でかなりの数の特許が適用されます。
図1核核分裂における希土類アプリケーションと国/地域の核融合に関連する技術特許のアプリケーション傾向
核融合および核核分裂における希土類の適用は、燃料要素、シンチレーター、放射線検出器、アクチニド、プラズマ、核原子炉、シールド材料、中性子吸収、その他の技術的方向に焦点を当てていることが技術的なテーマの分析から見ることができます。
4.核材料における希土類元素の特定の用途と主要な特許研究
その中でも、核材料における核融合と核核分裂反応は激しく、材料の要件は厳密です。現在、電力反応器は主に核核分裂反応器であり、融合反応器は50年後に大規模に普及することができます。の適用希土類反応器構造材料の要素。特定の核化学分野では、希土類元素は主にコントロールロッドで使用されています。加えて、スカンジウムまた、放射化学および原子力産業でも使用されています。
（1 bultible可燃性毒またはコントロールロッドとして、中性子レベルと原子炉の重要な状態を調整する
電力反応器では、新しいコアの初期残留反応性は一般的に比較的高いです。特に、最初の燃料補給サイクルの初期段階では、コア内のすべての核燃料が新しくなると、残りの反応性が最も高くなります。この時点で、残留反応性を補うためにコントロールロッドの増加にのみ依存すると、より多くのコントロールロッドが導入されます。各コントロールロッド（またはロッドバンドル）は、複雑な駆動メカニズムの導入に対応しています。一方では、これによりコストが増加し、他方では、圧力容器の頭の穴を開けると、構造強度が低下する可能性があります。それは非経済的であるだけでなく、圧力容器の頭に一定量の多孔性と構造強度を持つことも許可されていません。ただし、コントロールロッドを増やすことなく、残りの反応性を補うために、化学物質補償毒素（ホウ酸など）の濃度を増加させる必要があります。この場合、ホウ素濃度がしきい値を超えるのは簡単であり、モデレーターの温度係数が正しくなります。
前述の問題を回避するために、可燃性毒素、コントロールロッド、および化学補償制御の組み合わせを一般に使用することができます。
（2 reoubricural原子炉構造材料の性能を向上させるためのドーパントとして
原子炉には、一定レベルの強度、腐食抵抗、熱安定性を持つために構造成分と燃料要素が必要であり、核分裂生成物が冷却剤に入るのを防ぎます。
1）
原子炉には極端な物理的および化学的条件があり、原子炉の各成分には、使用される特別な鋼にも高い要件があります。希土類元素は、主に浄化、変成、微小交換、腐食抵抗の改善を含む鋼に特別な修正効果があります。鉄鋼を含む希土類は、原子炉でも広く使用されています。
furifise精製効果：既存の研究では、希土類が高温で溶融鋼に良好な精製効果があることが示されています。これは、希土類が溶融鋼の酸素や硫黄などの有害な元素と反応して高温化合物を生成できるためです。高温化合物は、溶融鋼が凝縮する前に包含物の形で沈殿および排出することができ、それにより溶融鋼の不純物含有量を減らすことができます。
②変成作用：一方、酸素や硫黄などの有害な元素を伴う溶融鋼の希土類の反応によって生成される酸化物、硫化物またはオキシスルフィドは、溶融鋼で部分的に保持し、高い融点を持つ鋼の包含物になります。これらの包含物は、溶融鋼の固化中に不均一な核生成中心として使用でき、したがって鋼の形状と構造を改善します。
microalloying：希土類の添加がさらに増加すると、上記の精製と変成が完了した後、残りの希土類が鋼に溶解します。希土類の原子半径は鉄原子の原子よりも大きいため、希土類は表面活性が高くなっています。溶融鋼の凝固プロセス中、希土類元素は粒界で濃縮され、粒境界での不純物要素の分離をよりよく減らし、したがって固形溶液を強化し、マイクロアロイングの役割を果たすことができます。一方、希土類の水素貯蔵特性により、それらは鋼の水素を吸収することができ、それにより鋼の水素採掘現象を効果的に改善します。
耐食性の改善：希土類元素の添加は、鋼の耐食性を改善することもできます。これは、希土類がステンレス鋼よりも高い自己腐食の可能性を持っているためです。したがって、希土類の添加により、ステンレス鋼の自己腐食の可能性が増加する可能性があり、それにより腐食性媒体の鋼の安定性が向上します。
2）。主要な特許研究
主な特許：酸化物分散の発明特許は、中国科学アカデミーの金属研究所による低活性化鋼とその準備方法を強化しました
特許抽象：提供されているのは、融合反応器とその調製方法に適した酸化物分散強化低活性化鋼です。低活性化鋼の総質量の合金要素の割合はFE、0.08％≤C≤0.15％、8.0％Cr Cr Cr≤10.0％、1.55％、0.03％≤V≤0.03％、0.08％≤0.03％です。 Ta≤0.2％、0.1≤mn≤0.6％、0.05％≤Y2O3≤0.5％。
製造プロセス：FE-CR-WV-TA-MN母親合金製錬、粉末原子化、母親合金の高エネルギーボールフライスY2O3ナノ粒子混合粉末、粉末包装抽出、固化成形、熱いローリング、熱処理。
希土類加算方法：ナノスケールを追加しますY2O3高エネルギーボールミリング用の親合金アトマイズ粉末への粒子、ボールミ培地はφ6とφ10混合ハードスチールボールで、99.99％のアルゴンガス、（8-10）：1、40-70時間のボール材料粉砕時間、および350-500 r/minの回転速度のボール材料質量比で、ボールミリング媒体が混合された硬質鋼ボールです。
3）。中性子放射保護材料を作るために使用されています
中性子放射保護の原理
中性子は原子核の成分であり、静的質量は1.675×10-27kgで、これは電子質量の1838倍です。その半径は約0.8×10〜15mで、サイズは陽子と同様であり、γ線と同様に同様に課せられていません。中性子が物質と相互作用すると、主に核内の核力と相互作用し、外殻の電子と相互作用しません。
原子力エネルギーおよび原子炉技術の急速な発展により、核放射線安全と核放射線保護にますます注目されています。長い間放射線機器の維持と事故の救助に従事してきたオペレーターの放射線保護を強化するために、保護衣服の軽量シールドコンポジットを開発することは科学的に重要であり、経済的価値があります。中性子放射は、原子炉放射線の最も重要な部分です。一般的に、核原子炉内の構造材料の中性子シールド効果の後、人間と直接接触する中性子のほとんどは、低エネルギー中性子に遅くなりました。低エネルギー中性子は、原子数が激しく低い核と衝突し、緩和され続けます。緩和された熱中性子は、より大きな中性子吸収断面を持つ元素によって吸収され、最終的に中性子シールドが達成されます。
②主要な特許調査
の多孔質および有機無機ハイブリッド特性希土類元素ガドリニウムベースの金属有機骨格材料は、ポリエチレンとの互換性を高め、合成された複合材料を促進して、ガドリニウム含有量とガドリニウム分散を促進します。高いガドリニウム含有量と分散は、複合材料の中性子シールド性能に直接影響します。
キー特許：髪型科学研究所、中国科学アカデミー、ガドリニウムベースの有機フレームワーク複合シールド材料の発明特許とその準備方法
特許抽象：ガドリニウムベースの金属オーガニックスケルトン複合シールド材料は、混合によって形成される複合材料ですガドリニウム2：1：10の重量比のポリエチレンを備えた金属有機骨格材料をベースにし、溶媒蒸発または高温押しを介してそれを形成します。ガドリニウムベースの金属オーガニックスケルトン複合シールド材料は、高い熱安定性と熱中性子シールド能力を備えています。
製造プロセス：異なる選択ガドリニウム金属さまざまな種類のガドリニウムベースの金属有機骨格材料を調製および合成するための塩と有機リガンド、遠心分離によりメタノール、エタノール、または水の小分子で洗浄し、真空条件下で高温でそれらを活性化して、ガドリニウム菌の孔の孔の残留性のない未使用の原料を完全に除去します。ステップで調製されたガドリニウムベースの有機金属骨格材料を、高速でポリエチレンローションで攪拌するか、超音波的に、またはステップで調製したガドリニウムベースの有機金属骨格材料を、完全に混合するまで高温で超高度分子量ポリエチレンと溶けます。均一に混合されたガドリニウムベースの金属有機骨格材料/ポリエチレン混合物を金型に置き、溶媒蒸発または高温押しを促進するために乾燥させることにより、形成されたガドリニウムベースの金属有機骨格骨格材料を入手します。調製したガドリニウムベースの金属有機骨格骨格シールド材料は、純粋なポリエチレン材料と比較して、耐熱性、機械的特性、および優れた熱中性子シールド能力を大幅に改善しました。
希土類添加モード：GD2（BHC）（H2O）6、GD（BTC）（H2O）4またはGD（BDC）1.5（H2O）2多孔質結晶配位ポリマーを含むガドリニウムを含む。GD（NO3）3•6H2OまたはGDCL3•6H2Oおよび有機カルボキシレートリガンド;ガドリニウムベースの金属有機骨格材料のサイズは、50nm-2μm；ガドリニウムベースの金属有機骨格材料を持っています。
（4）のアプリケーションスカンジウム放射化学と原子力産業
Scandium Metalは、優れた熱安定性と強力なフッ素吸収性能を持ち、原子エネルギー産業で不可欠な材料となっています。
主な特許：中国航空宇宙開発北京航空材料研究所、アルミニウム亜鉛マグネシウムスカンジウム合金の発明特許、およびその調製方法
特許抽象：アルミニウム亜鉛マグネシウムスカンジウム合金およびその準備方法。アルミニウム亜鉛マグネシウムスカンジウム合金の化学組成と体重の割合は、MG 1.0％-2.4％、ZN 3.5％-5.5％、SC 0.04％-0.50％、ZR 0.04％-0.35％、不純物CU≤0.2％、SI≤0.35％、Fe≤0.4％、その他の単一のImpurities Total、その他のインプリティの合計0.4％、その他0.15％、残りの量はalです。このアルミニウム亜鉛マグネシウムスカンジウム合金材料の微細構造は均一であり、その性能は安定しており、400MPaを超える最終的な引張強度、350MPaを超える降伏強度、溶接接合部の370MPAを超える引張強度があります。材料製品は、航空宇宙、原子力産業、輸送、スポーツ用品、武器、その他の分野の構造要素として使用できます。
製造プロセス：ステップ1、上記の合金組成に応じた成分。ステップ2：700 〜780の温度で製錬炉で溶けます。ステップ3：完全に溶けた金属液を改良し、精製中に700 〜750°の範囲内で金属温度を維持します。ステップ4：精製後、完全に止まることを許可されるべきです。ステップ5：完全に立った後、キャストを開始し、炉温度を690 〜730〜の範囲内で維持し、キャスティング速度は15〜200mm/分です。ステップ6：加熱炉の合金インゴットで均質化アニーリング処理を行い、均質化温度は400〜470℃;ステップ7：均質化するインゴットを剥がし、熱い押し出しを実行して、壁の厚さ2.0mmを超えるプロファイルを生成します。押し出しプロセス中、ビレットは350°から410の温度で維持する必要があります。ステップ8：溶液温度が460-480の溶液消光処理のプロファイルを絞ります。ステップ9：72時間の固形溶液の消光の後、手動で老化を強制します。マニュアルフォースの老化システムは、90〜110℃/24時間+170〜180℃/5時間、つまり90〜110℃/24時間+145〜155°/10時間です。
5、研究の概要
全体として、希土類は核融合と核核分裂に広く使用されており、X線励起、プラズマ形成、軽水反応器、トランスラニウム、ウラニル、酸化物粉末などの技術的方向に多くの特許レイアウトがあります。反応器材料については、希土類は反応器構造材料および関連する陶磁器断熱材、制御材料、中性子放射保護材料として使用できます。
投稿時間：5月26-2023