✏️ Торий

Пластичный серебристо-белый металл. Свежий срез тория на воздухе тускнеет.

Открыт в 1828 году Берцелиусом и назван в честь бога Тора. Добывать металл настолько сложно, что уже в конце 19 века килограмм соли тория стоил больше 1000 ₽ (годовая зарплата учителя в гимназии в то время).

Диоксид тория – одно из самых тугоплавких (3220°C) веществ. При нагревании он испускает белый свет, поэтому изначально использовался в газокалильных лампах.

В 1898 году независимо друг от друга радиоактивность элемента обнаружили Мария Склодовская-Кюри и Герхард Шмидт. Выяснилось, что после ряда распадов атомы тория становятся стабильным свинцом-208.

👌 Торий рассматривают как потенциальное топливо для реакторов. В прошлом году исследование ТПУ показало, что торий-урановое топливо с увеличенным диаметром твэла для АЭС малой мощности можно эксплуатировать на 75% дольше.

#ТВЭЛ_словарь
@tvel_live

✏️ Графит

Аллотропная модификация углерода.

Довольно мягкий минерал, блестящий, жирный, скользкий на ощупь. Хорошо проводит электрический ток. Устойчивый при нагревании.

Еще 4000 лет до н. э. его использовали для раскрашивания посуды в культуре эпохи неолита на территории Румынии и Болгарии. В 16 веке пастухи графства Камберленд обнаружили красящую породу в корнях вырванного бурей дерева и назвали ее «рисовальным оловом». По ошибке графит также считали «черным/серебристым свинцом», «карбидным железом».

Современное название минералу в 1789 году дал геолог Абраам Вернер по греческому корню «графо» – пишу.

Но графит нужен далеко не только для простых карандашей. Его применяют при производстве нагревательных элементов, токосъемников, твердых смазочных материалов, для тепловой защиты носовой части возвращаемых космических аппаратов.

⚛️ В активной зоне реактора графитовые стержни помогают уменьшить энергию быстрых нейтронов до тепловых. Правда, для этого берут не природный минерал, в котором много примесей, а специальный реакторный графит из смеси нефтяного кокса и каменноугольной смолы.

#ТВЭЛ_словарь
@tvel_live

✏️ ВВЭР-ТОИ

Типовой проект двухблочной АЭС поколения 3+ с реакторами ВВЭР.

Разработан на основе материалов проекта АЭС-2006 с учетом опыта, который отраслевые организации получили, создавая Ленинградскую и Нововоронежскую АЭС-2.

Особенности ВВЭР-ТОИ:

• можно использовать в индивидуальных проектах АЭС, не изменяя основные концептуальные, конструктивные и компоновочные решения;

• позволяет маневрировать выдаваемой мощностью;

• соответствует климатическим условиям от тропиков до северных регионов;

• повышенная сейсмостойкость основных зданий и сооружений АЭС;

• автономность при потере внешних источников электро- и водоснабжения;

• устойчивость к падению объектов весом до 400 т на здание реактора;

• применение МОКС-топлива.

Кто заказчики?
Проект ориентирован на серийное сооружение АЭС в России и за рубежом.

Где сейчас реализуется проект?
На Курской АЭС-2.

#ТВЭЛ_словарь
@tvel_live

✏️ Бор

Тугоплавкий неметалл. Черный кристаллический твердый, как алмаз, или коричневый в виде порошка. Может быть бесцветным.

Назван по имени белых кристаллов минерала буры́. С раннего Средневековья их вывозили из Тибета в Европу. Слово происходит от арабского корня «борак» – блестеть. Упоминается в трудах алхимика Джабира ибн Хайяна 8 века. В чистом виде получен только в 1808 году.

При добавлении к алюминию, меди, никелю улучшает качество сплава. Делает поверхности стальных деталей устойчивыми к износу. При нагревании до 600°C становится крайне электропроводным.

Необходим для нормального развития растений. Много бора в свекле и брюкве, очень мало в зерновых.

⚛️ Имеет высокое сечение поглощения нейтронов, поэтому входит в состав поглощающих стержней. С помощью них управляют ходом ядерной реакции в активной зоне реактора.

#ТВЭЛ_словарь
@tvel_live

✏️ Родий

Серебристо-белый блестящий металл.

Обнаружен английским химиком Уильямом Волластоном в платиновой руде и назван по цвету раствора солей металла (по-гречески «родон» – розовый).

Элемент обычно сопутствует платине. При этом в природе его в 2,5 раза меньше.

Родий устойчив к воздействию любых веществ, не растворяется в кислотах, даже в царской водке. Обеззараживает воду. Жидкий родий растворяет углерод, а при охлаждении выделяет его в виде графита.

⚛️ Экоальянс (входит в ТВЭЛ) использует родий в качестве компонента автокатализаторов.

#ТВЭЛ_словарь #Спецхимия
@tvel_live

✏️ Кадмий

Серебристо-белый мягкий, ковкий, тягучий металл. Легко полируется и прокатывается в листы. Назван в честь каламина, цинковой руды.

Открыт в 1817 году Фридрихом Штромейером в оксиде цинка из препарата. Его ученому направили после ревизии аптек под Магдебургом: по внешним признакам в порошке заподозрили наличие мышьяка. В итоге химик отделил новый металл от цинка с помощью сероводорода.

Кадмий получают как побочный продукт цинкового производства.

В 1920-х металл начали добавлять в провода трамваев и троллейбусов, чтобы сделать их более износостойкими. Кадмий больше, чем цинк, устойчив к коррозии, его легко сделать ровным, поэтому им покрывают наиболее важные детали самолетов и кораблей.

⚛️ С 1940-х кадмий используют в качестве поглотителя нейтронов для управления реактором.

#ТВЭЛ_словарь
@tvel_live

✏️ Волоконный лазер

Устройство состоит из диодов накачки и оптического кабеля со светопроводящим волокном и сердцевиной из прозрачного кварца. Волокно поглощает свет от диодов накачки и преобразует его в луч с определенной длиной волны. Она влияет на поглощение лазера материалом.

Волокно легируют, добавляя в него редкоземельные элементы.

Например, иттербий, как в лазере на фото. Такое устройство Росатом использует в 3D-принтерах RusMelt 310 и 610. Он генерирует длину волны около 1070 нм.

КПД волоконного лазера равен 70%.

#ТВЭЛ_словарь
@tvel_live

✏️ Кордиерит

Сложный алюмосиликат алюминия, магния и железа. Хрупкий, со стеклянным блеском.

Впервые был обнаружен в Андалусии. Назван в честь геолога Французской академии наук Пьера Кордье, который его описал.

Минерал служил «компасом викингов»: помогал им определять нахождение Солнца в пасмурную погоду. Таким же поляризационным фильтром кордиерит был для полярных летчиков вплоть до появления радиокомпасов и спутниковой навигации.

Еще его называют «водяным сапфиром» и используют в качестве недорогой замены этого камня, хотя он намного мягче сапфира. Прозрачные кордиериты считаются драгоценными.

⚛️ Синтетический кордиерит входит в состав керамики для каталитических нейтрализаторов выхлопных газов. Их уже 30 лет производит Экоальянс, предприятие ТВЭЛа.

#ТВЭЛ_словарь #Спецхимия
@tvel_live

✏️ Сканатор

Устройство, которое с помощью подвижных зеркал направляет луч лазера в нужную точку в аддитивных установках

Используется в 3D-принтерах интегратора Росатома по аддитивным технологиям (входит в ТВЭЛ), которые печатают методом селективного лазерного сплавления. Прибор нужен для точного позиционирования и фокусирования лазерного пучка.

На фото – двухосевой сканатор. В конце прошлого года Росатом представил трехосевую модель. Устройство уникально за счет того, что постоянный и импульсный лазеры одновременно работают по одной оптической оси. Первый – плавит порошок, второй – улучшает структуру материала.

#ТВЭЛ_словарь
@tvel_live

✏️ МБИР

Многоцелевой исследовательский реактор на быстрых нейтронах

Включает:
• реакторную установку с двумя натриевыми контурами охлаждения и третьим пароводяным контуром;
• паротурбинную установку;
• транспортно-технологические системы;
• петлевые установки;
• вертикальные и горизонтальные экспериментальные каналы;
• комплекс исследовательских защитных камер;
• лабораторный комплекс.

Реактор сооружают на площадке Научно-исследовательского института атомных реакторов. Он понадобится для реакторных и послереакторных испытаний, отработки новых технологий производства радиоизотопов и модифицированных материалов.

Его тепловая мощность составит 150 МВт, электрическая – 55 МВт. МБИР должен заменить исследовательскую установку БОР-60 и обеспечить атомную отрасль исследовательской инфраструктурой на ближайшие 50 лет.

⚛️ Для этого реактора специалисты отделения топливных технологий НИИАР изготовили опытную партию твэлов с виброуплотненным уран-плутониевым МОКС-топливом. Качество этой продукции подтвердила комиссия, в состав которой вошел Машиностроительный завод, предприятие ТВЭЛа.

#ТВЭЛ_словарь
@tvel_live

✏️ Электронно-лучевая установка наплавки проволоки

С помощью нее в Росатоме создают заготовки сложных изделий, например, из материалов на основе молибдена, вольфрама, титановых и магниевых сплавов. Область построения у нее равна 1500×1200×1400 мм, скорость наплавки – до 50 мм/с, максимальная мощность – 60 кВт.

Электронно-лучевая наплавка проволоки как технология появилась в начале 2000-х в NASA Langley Research Center и впоследствии вышла на промышленный уровень благодаря компании Sciaky.

Как это работает? Электронный луч создает на поверхности изделия жидкометаллическую ванну расплавленного металла, в которую подают наплавляемый материал в виде проволоки. При перемещении луча по поверхности изделия перемещается и ванна расплава. При этом объем и форма наплавленного материала зависят от формы ванны расплава, скорости ее перемещения, скорости подачи материала.

#ТВЭЛ_словарь
@tvel_live

✏️ Установка прямого лазерного выращивания

В процессе ее работы изделие формируется из металлического порошка, который подается струей инертного газа в зону воздействия лазера, образуя ванну расплава материала, где происходит послойное формирование заготовки изделия. Рабочий инструмент перемещается по запрограммированной траектории, которая повторяет форму изделия.

В Росатоме на такой установке изготавливают высокоточные крупногабаритные металлические заготовки. Их максимальный диаметр может составлять 200 см, высота 100 см. Производительность установки доходит до 2,4 кг/ч при использовании порошков из никелевых сплавов, нержавеющих и жаропрочных сталей.

У устройства есть два промышленных шестиосевых робота и позиционер грузоподъемностью до 6 тонн.

#ТВЭЛ_словарь
@tvel_live

✏️ Печать термопластиками

Это самая распространенная и доступная технология 3D-печати. Она основана на расплавлении пластиковой нити (прутка) и ее послойном нанесении на печатную платформу по «нарезанной» на слои CAD-модели.

Расходный материал имеет вид катушек с намотанной пластиковой нитью. Принтер подает расплавленную нить через сопло экструдера и выборочно наносит ее на рабочую платформу. Сопло перемещается над печатным столом, наплавляя слой за слоем, пока не будет выращена готовая модель.

Таким образом можно быстро печатать сложные детали из широкого ассортимента термопластиковых или композитных материалов.

⚛️ На этой технологии основана работа принтера FORA, разработанного Росатомом. Область построения у него 300×300×300 мм, а максимальная скорость печати 35 см³/ч. У принтера два экструдера с нагревом до 270℃, при этом максимальная температура нагрева платформы построения равна 150℃.

На принтере FORA в Росатоме печатали для заказчика, например, решетки вентиляционных каналов. За счет этого их вес удалось уменьшить с 25 до 3,5 кг, а стоимость снизить с 570 до 65 евро.

#ТВЭЛ_словарь #АТ
@tvel_live

✏️ Кобальт

Твердый серебристый с розоватым отливом металл. Тягучий, ковкий. Внешне похож на железо, но более устойчив к действию воды, воздуха и кислот.

В Древнем Египте, Вавилоне и Китае оксид этого металла применяли для окрашивания в синий цвет смальты, стекол, эмалей. Современное название происходит от имени горного духа в германской мифологии, кобольда. Рудокопы считали, что именно он создает руду, не дающую при обжигании металл.

Впервые получен в чистом виде в 1735 году шведским химиком Георгом Брандтом.

65% кобальта находят применение в сплавах:

🔵Пермендюр
🔵48–50% кобальта + 47–50% железа + 1,5–2% ванадия
Используют для полюсных наконечников электромагнитов, в электромашинах, электродвигателях и магнитопроводах, трансформаторах, магнитных усилителях

🔵Стеллит
🔵35% кобальта, 35% хрома, 15% вольфрама, 13% железа, 2% углерода
Очень твердый. Применяется для изготовления наконечников резцов, сверл, долот

🔵Победит
🔵10% кобальта + 90% карбида вольфрама + небольшое количестве углерода
Сохраняет твердость даже при 1000°C

🔵Ковар
🔵17% кобальта + 29% никеля + 54% железа с примесями кремния, углерода, марганца
Может быть впаен в стекло. Используется в элетровакуумой технике для изготовления корпусов и токовыводов

Кобальт входит в состав одного из основных видов редкоземельных постоянных магнитов самарий-кобальт.

#ТВЭЛ_словарь
⚛️ Подписывайтесь на ТВЭЛ

✏️ Самарий

Твердый редкоземельный металл серебристого цвета

Назван не в честь Самары, а по имени минерала самарскита из Ильменских гор, в котором был обнаружен. Сам камень носит имя горного инженера Василия Самарского-Быховца. Это первый элемент, названный в честь реального человека, а не персонажа мифов.

🔵У самария большое сечение поглощения нейтронов. Поэтому из его соединений делают стекла для прозрачных блоков в защите реакторов и поглощающие стержни для управления ядерной реакцией.

🔵Используется как добавка к материалу люминофоров, веществ, способных излучать свечение после воздействия на них светом. Они помогают исследовать инфракрасное излучение, обнаруживать радиоактивное излучение в лабораториях.

🔵В сплаве с кобальтом становится сильным постоянным магнитом, у которого намагниченность в 10 000 раз больше, чем у железа. Такие магниты стабильны даже при 700°C.

Редкоземельными магнитами в Росатоме занимается Русатом МеталлТех (входит в ТВЭЛ).

#ТВЭЛ_словарь
⚛️ Подписывайтесь на ТВЭЛ

✏️ Хром

Серо-стальной тугоплавкий металл. Твердый, но хрупкий.

Открыт в 1797 году Луи Вокленом в природном хромате свинца, крокоите. Этот редкий минерал в Сибири обнаружил минералог Иоганн Леман, который и передал его Воклену. Ученый удивился, как много цветов у разных соединений нового элемента, и назвал его хромом: от греческого «хрома» – цвет, краска.

🔵Из нержавеющих сталей с содержанием хрома более 13% делают подводные части кораблей и корпуса подлодок. На Чепецком механическом заводе (входит в ТВЭЛ) металл добавляют в танталовые слитки.

🔵Чтобы защитить изделия от коррозии, электролитическим путем их покрывают слоем хрома в 0,005 мм.

🔵Хромистые кирпичи используют в рабочем пространстве металлургических печей.

🔵Хром является частью растений и животных. Например, его содержание в крови составляет от 0,0035 до 0,012%.

#ТВЭЛ_словарь
⚛️ Подписывайтесь на ТВЭЛ