Уран и алюминий что объединяет
Сплавы урана.
Учитывая высокий уровень требований к ядерному топливу, металлический уран необходимо легировать, создавая радиационно- и коррозионно-стойкие сплавы.
По характеру физико-химического взаимодействия с ураном легирующие элементы можно подразделить на две группы. К первой группе относят элементы, имеющие малую растворимость в уране: Al, Fe, Si, Cr и др. Все они, за исключением Cr, образуют с ураном интерметаллические соединения. Во вторую группу входят элементы, которые обладают большой или полной взаимной растворимостью в γ-фазе урана, такие, как Мo, Nb, Zr и др., которые по сути являются γ-стабилизаторами.
Введение в уран легирующих элементов, к сожалению, увеличивает потери нейтронов, особенно тепловых, в топливе. Поэтому одним из главных критериев отбора легирующих элементов для сплавов урана, используемых в тепловых реакторах, является возможно минимальное сечение поглощения тепловых нейтронов.
Основные преимущества металлического топлива заключаются в высокой плотности атомов делящегося и воспроизводящего материалов; в хорошей экономии нейтронов; в большой теплопроводности и в хорошей обрабатываемости.
Уран-алюминиевые сплавы. Алюминий использовался в качестве материала оболочек для урановых топливных пластин или прутков при изготовлении твэлов для учебных и исследовательских тепловых реакторов. Контролирующими факторами при использовании этого оболочечного материала являются его физические свойства и химиическое взаимодействие между U и Аl при высоких температурах. При использовании в учебных и исследовательских реакторах при сравнительно низких температурах сплавы U-A1 имеют значительно лучшие по сравнению с металлическим U радиационную стабильность, механическую прочность и коррозионную стойкость.
Магний используют как материал для оболочек твэлов газоохлаждаемых реакторов. К материалам оболочек твэлов предъявляются следующие основные требования: 1) достаточная механическая прочность и пластичность; 2) совместимость с материалом топлива и теплоносителя; 3) низкое сечение поглощения нейтронов; 4) низкая наведенная радиоактивность и высокая радиационная стабильность и 5) высокая коррозионная стойкость (см. гл. 3). Алюминий и магний отвечают этим требованиям. В процессе изготовления твэла оболочка гидравлически напрессовывается на топливный урановый стержень, который обычно закаливается из β-фазы и отжигается в α-области при температуре 500 ºС. Во время такого технологического процесса в твэле может происходить металлургическое сцепление между ураном и магнием.
Уран-молибденовые сплавы.были выбраны в качестве материалов металлического топлива для быстрых реакторов-размножителей с жидкометаллическим теплоносителем (реакторы LMFBR). К таким реакторам относятся, например, экспериментальные реакторы-размножители EBR-I и II и энергетический быстрый реактор Энрико Ферми. В металлическом топливе этих реакторов на быстрых нейтронах молибден является основным легирующим элементом, способствующим сохранению γ-фазы урана во всей области рабочих температур. Молибден может не только модифицировать кинетику фазовых превращений для получения беспорядочно ориентированной мелкозернистой структуры, но стабилизировать γ-фазный уран во избежание размерной нестабильности.
Сплавы урана с фиссиумом. Некоторые легирующие элементы, такие как Мо, Nb, Zr, Rh, Ru и т.д., были предложены и испытаны для получения тройных и многокомпонентных систем сплавов. В качестве топлива быстрых реакторов-размножителей с жидко-металлическим теплоносителем (например, реактора EBR-II) в настоящее время используются сплавы U с фиссиумом, которые могут обеспечивать повышенную радиационную стойкость твэлов.
18) Аустенитные нержавеющие стали,
хорошо освоенные в промышленности, пригодные для работы в разнообразных условиях, приемлемые по стоимости, обладающие превосходными механическими свойствами и высокой коррозионной стойкостью при повышенных температурах (ниже 650 °С), представляют собой сплавы на основе железа с хромом и никелем как основными легирующими элементами (табл. 5.5). Эти стали привлекают к себе внимание как конструкционный материал быстрых и тепловых реакторов (корпуса и системы трубопроводов), контейнеров для радиоизотопов и радиоактивных отходов и других аппаратов и конструкций ядерной техники. Стали с высокой коррозионной стойкостью при температурах до 650 °С.
Аустенитная хромоникелевая нержавеющая сталь (советские марки Х18Н9 и Х18Н10Т и американские стали типа 304 и 347). Стали этого класса коррозионно-стойки в воде до температуры 633 К, в газовом теплоносителе (например, в углекислоте до 873 К) и в водяном перегретом паре — до температуры 923 К. Наряду с высокой коррозионной стойкостью эти стали имеют необходимые технологические характеристики.
Применяют в качестве оболочек твэлов и других элементов активной зоны в реакторах на тепловых и быстрых нейтронах. Несмотря на более высокие значения сечения поглощения ТН (в 15раз больше циркония), что приводит к необходимости использования более обогащенного топлива, эти стали имеют ряд важных преимуществ перед другими материалами. Они в несколько раз дешевле, чем цирконий, обладают высокой жаропрочностью и жаростойкостью, вплоть до 823—873 К, хорошую свариваемость, технологичны. Оболочки из стали Х18Н10Т предпочтительны для реакторов на БН, так как в таких реакторах в основном в качестве теплоносителя используют жидкие металлы.
Обладают достаточно высокими механическими характеристиками вплоть до темп. 873—923 К, поэтому их можно применять в реакторах с высоким давлением теплоносителя. Для повышения жаропрочности сталей необходимо дополнительное легирование молибденом или вольфрамом.
При использовании сталей для оболочек твэлов необходимо обращать внимание на совместимость с ядерным топливом. Сталь Х18Н10Т хорошо совместима с UO2 до температуры 1023 К. Это особенно важно при использовании жидкометаллических теплоносителей, т.к. даже при нарушении герметичности оболочек твэловUO2 не взаимодействует с жидким металлом.с жидким металлом (натрием). С металлическим ураном такие стали вступают во взаимодеиствие в пределах температур 77^973 к.
Хорошо совместим со сталями до температуры 873 Кмонокарбид урана, при более высокой температуре он обычно взаимодействует со сталью и несовместим с водой и паром при высоких параметрах последнего. Эти стали в воде высокой чистоты и в паре достаточно коррозионно-стойки. Высокая коррозионная стойкость этих сталей обусловлена их способностью пассивироваться.
В зависимости от состава сталей, их структуры, значения pH и наличия примесей среды нержавеющие аустенитные стали могут подвергаться нескольким видам коррозии: общей (охватывающей всю поверхность равномерно), местной (точечные, язвенные поражения из-за трещин, неоднородностей), межкристаллитной (поражения по границам зерен) и коррозии под напряжением.
19) ЯТЦ
Топливный цикл — это комплекс мероприятий по производству, использованию, переработке и утилизации отработанного ядерного топлива. Термин «топливный цикл» подразумевает возможность повторного использования отработанного ядерного топлива на атомных установках в ТВЭЛах после специальной обработки.
Выделяют открытые и закрытые топливные циклы.
I.получение ядерного горючего. Он включает добычу урановой руды, ее обогащение, извлечение U и его глубокую очистку, изотопное обогащение по 235U (см. Изотопов разделение), получение из обогащенного урана материала, пригодного для загрузки в реактор, изготовление тепловыделяющих элементов (твэлов) и тепловыделяющих сборок из них.
II.получение тепловой энергии в ядерных энергетич. установках при сжигании ядерного горючего. На следующих этапах ядерного топливного цикла проводят радиохим. переработку отработавшего горючего.
III.Завершается подготовкой к окончат. захоронению радиоактивных отходов.
Дата добавления: 2015-04-18 ; просмотров: 31 ; Нарушение авторских прав
Алюминий является самым распространенным легким и пластичным металлом. Он имеет серебристо-бело-лунный цвет. Этот металл обладает сверхвысокой теплопроводностью и электропроводностью. Он также легко поддается литью, любой формовке, механической обработке. Алюминий очень стойкий к коррозии из-за мгновенного прочного образования оксидных пленок, которые активно защищают всю поверхность металла от взаимодействия различного происхождения.
Слово алюминий происходит от латинского слова «alumen», что означает «квасцы». Так как алюминий очень прочно связывается с кислородом, добыть этот металл очень сложно. Для его добычи применяют метод Холла-Эру, основанный на растворении оксида алюминия в криолите с последующим электролизом. Алюминий образует сплавы практически со всеми металлами, поэтому его очень активно применяют в промышленности. Этот металл соотносится с планетой Уран.
Легенды об алюминии
Магические свойства алюминия
Алюминий обладает, как и все металлы, магическими свойствами. Если носить кусочки алюминия, то человек, таким образом, стимулирует свои умственные способности, усиливает ясность мышления, развивает интуицию, увеличивает работоспособность. У алюминия проектная магия, то есть его можно использовать в подражательных обрядах: с помощью алюминия можно перетянуть удачу, успех, здоровье конкретных людей на себя. Алюминиевая фольга используется в гаданиях. Ее зажигают и кладут в емкость с водой. По образовавшейся форме человек может увидеть свое будущее.
Алюминий помогает тем, кто хочет устроиться на новую работу. Для этого, прежде чем пойти на собеседование, нужно положить в сумку кусочек этого легкого металла. Собеседование пройдет легко и в вашу пользу. Но от чар, колдовства, различной негативной атаки алюминий не способен защитить человека. Для этого лучше всего выбрать любой другой металл, с более сильной энергетикой.
Целебные свойства алюминия
С алюминием нужно быть осторожным, так как им можно отравиться. Но, тем не менее, этот металл обладает и целебными свойствами. Еще с древних времен люди лечили многие болезни алюминиевой фольгой. Например, больные ступни оборачивали в несколько слоев пищевой фольгой из алюминия – боль уходила через несколько сеансов. Таким способом лечили не только ноги, но и другие части тела, а также простуду, головную боль, переломы. Дело в том, что алюминий является отражателем биотоков, то есть биотоки, исходящие из организма отражаются фольгой. И эти волны посылаются обратно, то есть образуется замкнутый круг. Алюминий также отлично спасает от повышенного потоотделения. Поэтому в современной косметологии этот металл в виде алюминиевой пыли активно добавляют в различные дезодоранты и спреи, а также кремы и пудры.
Связь алюминия с астрологическими знаками зодиака
Алюминий – металл легкий, воздушный, поэтому его соотносят со стихиями земли и воздуха. К этим космограммам, как известно, относят следующие астрологические знаки зодиака: Близнецы, Водолей, Весы, Телец, Козерог и Дева. Лояльно относится металл к водяным знакам – это Рак, Скорпион и Рыбы. А вот к стихии огня алюминий агрессивен. Об этом должны знать такие знаки зодиакального круга, как Стрелец, Лев и Овен.
Огненные знаки должны опасаться этого металла, так как алюминий может порождать бурную агрессию в этих людях, негатив, нерациональность мышления и озлобленность. Особенно, это касается Стрельцов.
Содержание материала
Существуют три основных класса урановых сплавов: интерметаллические соединения UAl2 и UAl3, сплавы со сравнительно небольшими добавками элементов, предназначенных для модификации кинетики распада бета- или гамма-фазы и получения беспорядочно ориентированной мелкозернистой структуры, и сплавы, в которых концентрации легирующих добавок достаточны для стабилизации объемноцентрированной кубической гамма-фазы. Во всех случаях выбор элементов для легирования U ограничен соображениями экономии нейтронов в ядерном реакторе. Другими словами, исключаются элементы с относительно большим сечением поглощения нейтронов.
В качестве легирующих элементов для образования урановых сплавов трех основных классов рассматривались Al, Be, Ti, Zr, V, Nb, Та, Cr, Мо и т.д. [24, 25]. Однако до настоящего времени наиболее широкое использование и наибольшую разработку получили сплавы U-Al, U—Mg и U—Мо. Эти сплавы можно рассматривать также в качестве основных бинарных или тройных систем уранового топлива.
Основные преимущества металлического топлива заключаются в высокой плотности атомов делящегося и воспроизводящего материалов; в хорошей экономии нейтронов; в большой теплопроводности и в хорошей обрабатываемости. Эти характеристики были продемонстрированы при изготовлении и эксплуатации топлива для реактора EBR-II.
Таблица 6.4. Основные свойства интерметаллических фаз в системе U—Al
6.6.1. Уран-алюминиевые сплавы. Алюминий использовался в качестве материала оболочек для урановых топливных пластин или прутков при изготовлении твэлов для учебных и исследовательских тепловых реакторов. Контролирующими факторами при использовании этого оболочечного материала являются его физические свойства и химическое взаимодействие между U и Al при высоких температурах. При использовании в учебных и исследовательских реакторах при сравнительно низких температурах сплавы U—Al имеют значительно лучшие по сравнению с металлическим U радиационную стабильность, механическую прочность и коррозионную стойкость.
При высоких температурах сплавы U—Al образуют интерметаллические соединения. Свойства промежуточных фаз, образующихся в системе уран—алюминий, приведены в табл. 6.4.
На рис. 6.8 представлена диаграмма состояния сплавов уран—алюминий, которая дает представление об условиях образования этих интерметаллических соединений и соотношениях между составом и температурой [26].
Магний используют как материал для оболочек твэлов газоохлаждаемых реакторов. К материалам оболочек твэлов предъявляются следующие основные требования: 1) достаточная механическая прочность и пластичность; 2) совместимость с материалом топлива и теплоносителя; 3) низкое сечение поглощения нейтронов; 4) низкая наведенная радиоактивность и высокая радиационная стабильность и 5) высокая коррозионная стойкость (см. гл. 3). Алюминий и магний отвечают этим требованиям. В процессе изготовления твэла оболочка гидравлически напрессовывается на топливный урановый стержень, который обычно закаливается из бета-фазы и отжигается в а-области при температуре 500 °С. Во время такого технологического процесса в твэле может происходить металлургическое сцепление между ураном и магнием.
Рис. 6.8. Диаграмма состояния сплавов уран—алюминий
Рис. 6.9. Диаграмма состояния сплавов уран—магний
На рис. 6.9 приведена равновесная диаграмма состояния системы U—Mg [26]. Во вставке в увеличенном масштабе показана часть диаграммы газоохлаждаемых реакторов.
Физические и механические свойства оболочечных материалов систем Mg-Al, Mg—Al-Ве (например, сплавов магнокс А-12 или магнокс А-18) и Mg-Zr можно найти в оригинальных работах 28.
На рис. 6.10 приведена диаграмма состояния сплавов U-Mg, а на рис. 6.11 — данные, свидетельствующие о влиянии добавок молибдена на размерную стабильность урана, т.е. данные по удлинению в результате термического циклировании образцов сплавов U—Mg, закаленных из гамма-фазы и имеющих структуру метастабильной гамма-фазы [31].
Рис. 6.11. Влияние добавок Мо на размерную стабильность (сплавы закаливались из гамма-фазы). Около кривых указано массовое содержание Мо, %
Рис. 6.10. Диаграмма состояния сплавов уран-молибден
Добавки молибдена в количестве примерно до 3% по массе могут стабилизировать размерную неустойчивость, которая является характеристикой а-урана и обусловлена его анизотропией, как это уже обсуждалось. Большего улучшения можно достичь закалкой в воду из гамма-фазы, чем закалкой в воду из бета-фазы. В качестве ядерного топлива для реакторов LMFBR обычно используются уран-молибденовые сплавы, содержащие от 3 до 10% по массе молибдена. При закалке в воду в этих сплавах сохраняется метастабильная гамма-фаза.
Новости компании
Объединенная компания «Российский алюминий» (ОК «Русал») намерена получить доступ к дешевой энергии. Вчера компания подписала с Федеральным агентством по атомной энергии (Росатом) меморандум о разработке совместного проекта по созданию на Дальнем Востоке энергометаллургического объединения, включающего в себя АЭС и алюминиевый завод. Вложения в строительство АЭС будут сделаны в обмен на существенные скидки при последующем приобретении «Русалом» энергии для своих мощностей.
Справка По данным Всемирной ядерной ассоциации, к 2013 году в мире будет запущено 48 новых ядерных реакторов, в основном в Китае, Индии и России. Это приведет главным образом к росту прибыли горнодобывающих компаний Австралии, где находится 40 мировых запасов урана. Ожидается, что в этом месяце австралийская Лейбористская партия снимет запрет на разработку новых месторождений. Продавать будущую дешевую энергию в обмен на финансирование строительства АЭС Росатом начал еще в прошлом году. 28 июля тогда еще отдельные компании «Русал» и СУАЛ подписали с федеральным ведомством меморандумы, похожие на нынешний. Каждая компания намеревалась создать совместную с представителями Росатома комиссию, которая выберет площадки под строительство АЭС и заводов, разработает ТЭО проектов, подсчитает стоимость и определит механизм участия инвестора. Обсуждался целый ряд потенциальных площадок, в том числе на Кольском полуострове, в Архангельской области, Пермском крае и на Дальнем Востоке. С последней площадки глава Росатома Сергей Кириенко намеревается продавать часть электроэнергии в Китай.
Вся программа строительства новой атомной генерации до 2015 года оценивается в 1,4 трлн рублей. И алюминиевый гигант не против поучаствовать в строительстве новых мощностей в обмен на контракты на поставку электроэнергии по фиксированному тарифу или с гарантированным дисконтом.
АЭС интересуют алюминщиков как один из самых дешевых поставщиков электроэнергии. Конкурировать с ними по цене может только ОАО «ГидроОГК».
Очевиден и интерес Росатома: помимо источников финансирования «Росэнергоатом» (госконцерн, управляющий всеми российскими АЭС) получает долгосрочного потребителя.
Подпишитесь на нашу рассылку, и каждое утро в вашем почтовом ящике будет актуальная информация по всем рынкам.
Уран дорожает втрое быстрее алюминия. Акции атомщиков +50% за месяц
На рынке ядерного сырья ажиотаж: инвестиционные фонды активно скупают дефицитный «желтый кек», низкообогащенный уран. Это вызвало резкий подъем цен на радиоактивный металл. Фунт урана за месяц подорожал на 50,4%, акции добытчиков четко следуют за сырьем. Две главные компании этого сегмента торгуются в России. Оборот по ним за последние дни вырос до 8 раз.
Откуда рост
В пользу скачка цен сложилось несколько факторов. На фоне пандемии из-за низкого спроса была заморожена добыча урановой руды, и станции перешли к поглощению старых запасов. Однако летом Китай объявил о программе перевода электроэнергетики с угля на альтернативные источники, включая АЭС, и образовался потенциальный разрыв между спросом и предложением.
Дефицит урана стал следствием сокращения инвестиционных программ после аварии на японской Фукусиме в 2011 г. И сейчас профильные фонды начали на этом активно играть. Канадский Sprott Physical Uranium Trust за последние два месяца скупил 5% объема всей мировой добычи. Британская Yellow Cake сумела с лета накопить 13% мировой добычи.
Уран удобен для спекуляций из-за малого объема использования. Вся мировая добыча составляет чуть более 50 тысяч тонн. Это несколько десятков железнодорожных составов. «Желтый кек» низкорадиоактивен, его можно перевозить и хранить без спецзащиты. Скупать урановый концентрат на склад может в принципе любой, в том числе непрофильный фонд или УК.
В последние дни к ядерному ралли подключились розничные инвесторы. Они скупают акции американских и канадских производителей уранового топлива. Компания Cameco на форумe WallStreetBets, где разгоняют «мемные» бумаги, сейчас занимает третье место по популярности после Apple и Alibaba. Фишка торгуется в Нью-Йорке и Торонто, а также на СПБ Бирже.
Две главные урановые фишки
Многие инвесторы предвидели эту ситуацию еще до летнего анонса от Китая по поводу перехода на АЭС. Акции американского биржевого фонда Global X Uranium ETF, который держит корзину из основных компаний ядерного цикла, с января прибавил 75%, за год — 126%. Сейчас он на максимумах с 2014 г.
С точки зрения рублевой и долларовой доходности два гиганта ядерной промышленности последние недели идут ноздря в ноздрю, прибавляя около 50% за месяц, однако на более длинной дистанции (от полугода) Kazatomprom растет заметно быстрее. Главные преимущества этой бумаги по сравнению с Cameco: низкие мультипликаторы и высокий дивиденд (4,1% к текущей цене акции). Компания торгуется на СПБ с апреля.
Какие перспективы
С учетом роста цен на сырье в 1,5 раза по отношению к январю (цены перед взлетом некоторое время снижались) операционный денежный поток у основных компаний ядерной индустрии в ближайшие месяцы также должен увеличиться на 50%.
Выводы
Цены на урановый концентрат на взлете, и многие факторы говорят о том, что он пока продолжится.
Инвесторы могут сыграть на этом росте через покупку бумаг двух крупнейших в мире компаний ядерной промышленности, обе из которых с этого года торгуются на СПБ Бирже: Kazatomprom и Cameco. Первая платит высокий дивиденд и лучше растет от низкой базы, у второй на порядок более высокая ликвидность и выше аналитическое покрытие.
Аргументы в пользу вложений в уран на данном этапе: тренд на безуглеродную энергетику, ожидаемый рост спроса со стороны Китая, растущий дефицит предложения и крупные позиции у спекулятивных игроков.
Факторы риска: конкуренция атомной энергетики с другими альтернативами и возможный сброс ядерного топлива со стороны военной промышленности. В прежние годы приход демократов к власти в США приводил к сокращению атомного арсенала и переплавке урана на гражданские нужны.
БКС Мир инвестиций
Последние новости
Рекомендованные новости
Главное за неделю. Скок-отскок
Итоги торгов. Еще одна неделя в минусе
Рынок нефти 2022. Сколько будет стоить баррель в новом году
Как зарабатывать на облигациях в период изменения ставок
Рынок США. Технологичные бумаги провалились
Банк России повысил ключевую ставку до 8,5%
Акции, которые обеспечат будущее вашим детям
В погоне за трендами. Роскосмос тянется к IPO?
Адрес для вопросов и предложений по сайту: bcs-express@bcs.ru
* Материалы, представленные в данном разделе, не являются индивидуальными инвестиционными рекомендациями. Финансовые инструменты либо операции, упомянутые в данном разделе, могут не подходить Вам, не соответствовать Вашему инвестиционному профилю, финансовому положению, опыту инвестиций, знаниям, инвестиционным целям, отношению к риску и доходности. Определение соответствия финансового инструмента либо операции инвестиционным целям, инвестиционному горизонту и толерантности к риску является задачей инвестора. ООО «Компания БКС» не несет ответственности за возможные убытки инвестора в случае совершения операций, либо инвестирования в финансовые инструменты, упомянутые в данном разделе.
Информация не может рассматриваться как публичная оферта, предложение или приглашение приобрести, или продать какие-либо ценные бумаги, иные финансовые инструменты, совершить с ними сделки. Информация не может рассматриваться в качестве гарантий или обещаний в будущем доходности вложений, уровня риска, размера издержек, безубыточности инвестиций. Результат инвестирования в прошлом не определяет дохода в будущем. Не является рекламой ценных бумаг. Перед принятием инвестиционного решения Инвестору необходимо самостоятельно оценить экономические риски и выгоды, налоговые, юридические, бухгалтерские последствия заключения сделки, свою готовность и возможность принять такие риски. Клиент также несет расходы на оплату брокерских и депозитарных услуг, подачи поручений по телефону, иные расходы, подлежащие оплате клиентом. Полный список тарифов ООО «Компания БКС» приведен в приложении № 11 к Регламенту оказания услуг на рынке ценных бумаг ООО «Компания БКС». Перед совершением сделок вам также необходимо ознакомиться с: уведомлением о рисках, связанных с осуществлением операций на рынке ценных бумаг; информацией о рисках клиента, связанных с совершением сделок с неполным покрытием, возникновением непокрытых позиций, временно непокрытых позиций; заявлением, раскрывающим риски, связанные с проведением операций на рынке фьючерсных контрактов, форвардных контрактов и опционов; декларацией о рисках, связанных с приобретением иностранных ценных бумаг.
Приведенная информация и мнения составлены на основе публичных источников, которые признаны надежными, однако за достоверность предоставленной информации ООО «Компания БКС» ответственности не несёт. Приведенная информация и мнения формируются различными экспертами, в том числе независимыми, и мнение по одной и той же ситуации может кардинально различаться даже среди экспертов БКС. Принимая во внимание вышесказанное, не следует полагаться исключительно на представленные материалы в ущерб проведению независимого анализа. ООО «Компания БКС» и её аффилированные лица и сотрудники не несут ответственности за использование данной информации, за прямой или косвенный ущерб, наступивший вследствие использования данной информации, а также за ее достоверность.