Сторінка 56 з 88
У той час як магній, алюміній, цирконій і їхні сплави є головними конструкційними матеріалами теплових реакторів, нержавіючі сталі і сплави нікелю домінують в швидких реакторах- множителі.
Оскільки в швидких реакторах ніякого сповільнювач не потрібно, ставлення паливної складової до конструкційних матеріалів в них значно вище, ніж в теплових. Отже, вище виявляється і ставлення макроскопічних перерізів реакцій поділу і захоплення нейтронів. І як результат ті конструкційні матеріали із середнім або досить великим мікроскопічним перерізом поглинання або захоплення нейтронів, які не можна поміщати в теплової реактор з міркувань економії нейтронів, можливо використовувати в швидких реакторах завдяки їх чудовим фізичним, теплових і механічних властивостях і високої корозійної стійкості в теплоносії при високих температурах. А їх вплив на економію нейтронів в реакторі виявляється не таким значним. У цьому основні причини широкого використання аустенітних нержавіючих сталей і нікелевих сплавів як конструкційних матеріалів швидких реакторів, особливо з рідинно металевими теплоносіями.
Нержавіюча сталь.
Нікелеві сплави.
Недостатній для умов швидких реакторів рівень теплових, корозійних і конструкційних властивостей аустенітних нержавіючих сталей і відносно невисока опірність термо циклировании) (циклічним термічним напруженням, теплових ударів і термоусталості), взаємної дифузії між паливом і оболонкою твела, а також корозійного пошкодження (падіння корозійної стійкості) при підвищених температурах (650 ° С і вище) привели до розробки і виробництва нікелевих сплавів (або суперсплавів). Такі сплави нікелю, як інконель і хастеллой, мають високу міцність і гарну корозійну стійкість при підвищених температурах. Наприклад, тривала міцність при 650 ° С у сплавів нікелю знаходиться в інтервалі 245 - 550 МПа, у аустенітних нержавіючих сталей - в інтервалі 98- 205 МПа, а у вуглецевих корпусних сталей - в інтервалі 20 - 44 МПа. Хімічний склад деяких відомих нікелевих сплавів наведено в табл. 10.7.
Що стосується ядерних властивостей, то перетину поглинання і розсіяння швидких і теплових нейтронів у нікелевих сплавів залежать, як і у аустенітних нержавіючих сталей, від хімічного складу. Ці величини можна отримати з експериментальних даних по перетинах нейтронних реакцій [31].
Таблиця 10.7. Хімічний склад деяких відомих
нікелевих сплавів
Таблиця 10.8. Фізичні, теплові та механічні властивості нікелевих сплавів