Контроль работы энергетического ядерного реактора, страница 7

Элементы органов регулирования из бористых сталей целесообразно вы­полнять литыми с последующей механической обработкой. Использование этих деталей в качестве несущих нежелательно, а монтаж их на несущих элементах должен обеспечивать возможность увеличения их размеров в процессе работы в реакторе.

Карбид бора (В4С) — химически устойчивое соединение с температурой плавления 2450 °С. Важным свойством В4С является то, что он не испаряется и не возгорается при температуре ниже 2450 °С.

Основной способ получения деталей из В4С — прессование из порошка при температуре 2400 °С либо более дешевое холодное прессование с последующим спеканием при температуре 2175 °С в атмосфере сухого водорода.

Хрупкость и невысокая стойкость к тепловым ударам деталей из В4С не позволяют изготовлять из этого материала конструкционные детали. В органах регулирования используются, как правило, В4С, прессованный в таблетки или брикеты.

Гафний (Hf) слабо поглощает тепловые нейтроны и хорошо эпитепловые. Высокая температура плавления (tпл»2220°С), высокие механические свой­ства и хорошая коррозионная стойкость позволяют использовать его без оболочек в качестве поглощающего и одновременно конструкционного материала для регулирующих стержней ядерных реакторов.

Плавка  осуществляется в вакууме или атмосфере инертных газов мето­дом дуговой или электронно-лучевой плавки. Ковка и горячая прокатка № про­изводится по технологии, аналогичной технологии обработки циркониевого сплава. Нагрев перед обработкой до температуры 900—1100 °С ведется в печах, которые для снижения окисления металла продуваются аргоном. При горячей деформа­ции  из него можно получить пластины, прутки и тонкие листы. Холодная прокатка и штамповка изделий  могут производиться с промежуточными обжигами. Свариваемые детали могут прихватываться на воздухе с последующей сваркой в камере с инертным газом. Механическая обработка Нf с обеспечением точных размеров изделий осуществляется по обычной технологии. Обрабатывае­мость  подобна обрабатываемости циркония и его сплавов.

Кадмий (Сd) - очень хороший поглотитель тепловых нейтронов. Однако низкая температура плавления (321°С), невысокие механические характеристики и низкая коррозионная стойкость вызывают затруднения при использовании чистого Сd без оболочек для элементов органов регулирования.

Индий - сильный резонансный поглотитель эпитепловых нейтронов, и его применение позволяет получить эффективность сплава на основе Аl, равную или даже большую эффективности №.

Серебро - технологичный металл с удовлетворительными механическими характеристиками, обладающий высокой теплопроводностью. Сравнительно высо­кая температура плавления Аg (961°С) позволяет использовать его сплавы с добавкой легкоплавких материалов 1п (tпл==156°С) и Си (tпл=321°) при рабочих температурах, превышающих 300 °С, что соответствует условиям рабо­ты в водо-водяных реакторах корпусного типа.

Основной недостаток сплавов на основе Аg — их относительно низкие проч­ность и коррозионная стойкость в такой активной среде, как дистиллированная вода. В результате физико-химических процессов в теплоноситель реактора по­падают высокоактивные ядра Аg, усложняющие условия эксплуатации реакто­ра. Вследствие этого поглощающие элементы из сплавов на основе Аg должны быть помещены в оболочки, защищающие их от коррозии. Кроме того, Аg явля­ется чрезвычайно дефицитным материалом.