💎 Изумруд – это разновидность берилла, минерала, который служит рудой для получения бериллия. Александриты, аквамарины, воробьевиты тоже относятся к бериллам.

Этот минерал добывают, разрабатывая пегматиты, крупнозернистые магматические горные породы. Пегматитовые жилы появляются в пустотах, когда туда просачиваются флюиды, богатые элементами, или когда там кристаллизуется легкоплавкая магма после застывания основного массива камня.

Так в природе происходит обогащение пегматита редкими элементами вроде урана, тория, ниобия, тантала, гафния, лития, рубидия, цезия – и бериллия.

Много бериллия в бертрандите, который образуется в водопроницаемых туфах. При желании оксид этого металла можно получить из золы от сжигания угля. Вот только это невыгодно: в 1 тонне золы только 300 г нужного соединения.

🏭 ВНИИНМ (входит в ТВЭЛ) делает из бериллия тончайшую вакуумплотную фольгу, окна рентгеновской аппаратуры, космические зеркала, элементы рефракционных рентгеновских линз.

#ТВЭЛ_мыговорим #ВНИИНМ

Цирконий – лучший материал, чтобы покрывать тепловыделяющие элементы с ураном. Циркониевый слиток 3,5 т – это 5000 оболочек твэлов общей длиной 22 км.

Так использовать цирконий возможно из-за его свойств.

Он прочный. Чтобы ковать этот металл, нужно прилагать усилия в 1200 т. Примерно с такой же силой забивают сваи с высоты 5 м.

Металл имеет высокую температуру плавления (1860°С). Устойчив к коррозии за счет нерастворимой в воде оксидной пленки. Ему нипочем воздействие соляной, серной и азотной кислот.

А главное, цирконий легко пропускает тепловые нейтроны благодаря малому сечению захвата нейтронов.

⚛️ Только пять стран в мире владеют завершенным циклом изготовления циркониевых изделий, в их числе Россия. У нас технологию получения этого металла разработал ВНИИНМ. Производство налажено на Чепецком механическом заводе.

Оба предприятия входят в ТВЭЛ.

#ТВЭЛ_мыговорим

Кальций очищает сталь от серы, фосфора и кислорода. Но как глубоко ввести его в сплав?

⚛️ Для этого на Чепецком механическом заводе (входит в ТВЭЛ) кальций покрывают тонкой металлической оболочкой. Получается инжекционная проволока диаметром 9–11,5 мм, которую используют для внепечной обработки стали.

Такая добавка повышает устойчивость к коррозии и увеличивает шансы, что заготовка будет непрерывнолитой.

Лучший вариант наполнителя – кальций, полученный электролизом. Чтобы раскислить сплав, его нужно меньше, чем, например, кальция алюмотермического, то есть восстановленного алюминием из оксида кальция.

К тому же электролитический кальций равномернее всего распределяется в сплаве.

#ТВЭЛ_мыговорим
@tvel_live

Тантал и ниобий похожи по свойствам и всегда встречаются вместе. Разделить «братьев» оказалось настолько сложно, что с момента обнаружения ниобия до его получения в чистом виде в 1907 году прошло 106 лет.

👨‍🔬 Когда швед Андерс Экеберг заявил об открытии тантала, его пыл попытался умерить англичанин Уильям Волластон: мол, тантал ничем не отличается от колумбия, описанного ранее.

👨‍🔬 То, что это не так, в 1844 году доказал Генрих Розе. Он выяснил, что колумбий проявляет степени окисления +3 и +5, а тантал только +5. Ученый переназвал колумбий ниобием в честь дочери Тантала из мифов.

👨‍🔬 Впервые разделил «братьев» швейцарец Жан Мариньи в 1866 году, сформировав соли этих металлов. Разделить элементы помогло маленькое химическое различие: растворимость соли ниобия оказалась намного выше, чем у соли тантала.

Кстати, этим металлам не чужды семейные ссоры: каждый влияет на название минерала, в котором они оба содержатся. Если в нем больше тантала, он называется танталит, ниобия – колумбит.

⚛️ Ниобий и тантал производит Чепецкий механический завод (входит в ТВЭЛ).

#ТВЭЛ_мыговорим
@tvel_live

Литий называют белой нефтью потому, что в нашем веке он приобретает такое же важное значение, как углеводороды в прошлом.

🟢 В 2023 году 87% металла в мире ушло на аккумуляторы, 4% – на керамические изделия и стекло, 2% – на смазочные материалы, 1% – на медицину, согласно исследованию бизнес-платформы Statista.

🟢 Больше всего лития сосредоточено в Боливии (21 млн тонн), на втором месте Аргентина (19 млн), далее идут Чили (9,8 млн), США (9,1 млн), Австралия (7,3 млн) и Китай (5,1 млн), по данным USGS.

🟢 В России 14 месторождений литиевых руд. По подсчетам Росконгресса, это 3,5 млн тонн оксида лития и 1 млн тонн запасов, добыча которых сейчас невыгодна.

🟢 Самые перспективные месторождения – Завитинское в Забайкалье и Колмозерское в Заполярье.

🟢 Второе считается крупнейшим в России и составляет 18,9% отечественных запасов. Его разработку начали Атомредметзолото и Норникель. Потребителем продукции станет РЭНЕРА, отраслевой интегратор по накопителям энергии (входит в ТВЭЛ).

#ТВЭЛ_мыговорим #НакопителиЭнергии
@tvel_live

Тяжелая вода не радиоактивна и выглядит как обычная, только в ней место протия, самого распространенного изотопа водорода, занимает дейтерий.

Лишь один из 6420 атомов водорода является дейтерием. При этом он содержится во всех формах воды.

Например:
• 7–8 грамм присутствует в теле человека весом 70 кг;
• 33 грамма содержится в каждом кубометре морской воды.

У дейтерия, в отличие от протия, есть нейтрон и почти в два раза больше масса, поэтому тяжелая вода на 10% плотнее обычной. Температура плавления у нее на 3,8°C выше из-за более прочных водородных связей.

А еще она сладкая.

Рассуждения об этом велись с 1930-х. Но четыре года назад ученые выяснили окончательно: тяжелая вода активирует рецепторы TAS1R2/TAS1R3, ответственные за восприятие сладкого.

⚛️ Тяжелая вода в тяжеловодных реакторах почти не поглощает тепловые нейтроны, является превосходным замедлителем и позволяет использовать в качестве топлива природный уран. Правда, произвести ее сложно, что сильно сказывается на цене.

#ТВЭЛ_мыговорим
@tvel_live

⚠️ Что посмотреть на канале?

Контент с настроением:
#ТВЭЛ_клипы – мини-видео, которые хочется пересматривать снова и снова
#ТВЭЛ_стендап – место, где шутит ТВСка, а стыдно нам
#ТВЭЛ_мем – это просто смешно

Интересное:
#ТВЭЛ_мыговорим – здесь старые понятия обретают новые названия
#ТВЭЛ_промо – ненавязчивый научпоп
#ТВЭЛ_правдамиф – вместе выясняем, чему верить, а чему не стоит
#ТВЭЛ_твсскажи – неодушевленный предмет отвечает на вопросы

Чтобы поделиться:
#ТВЭЛ_смотримам – не стыдно отправить маме
#ТВЭЛ_заставки – обои для вашего смартфона

⚛️ Сентябрь 1932-го. Сергей Вавилов становится научруком Государственного оптического института в Ленинграде. Тема, которая его волнует больше всего, – физика атомного ядра.

Еще бы: только что открыт нейтрон.

Вавилов предлагает заняться исследованиями в этой области троим аспирантам. Среди них – Павел Черенков. Его интересует люминесценция ураниловых солей.

⚛️ Впоследствии Вавилов выяснит, что синее свечение, обнаруженное его аспирантом, не люминесценция и обладает другой природой. Сам Черенков получит Нобелевскую премию за свое исследование.

Описанное ими явление войдет в историю как эффект Вавилова – Черенкова.

⚛️ Эффект возникает из-за электронов и протонов, которые движутся в воде со скоростью, превышающей скорость света. Они оставляют след, подобный следу ударной волны от сверхзвукового самолета. Со временем частицы замедляются, отдавая кинетическую энергию в виде свечения.

Этот эффект наблюдают при погружении отработавших ТВС в бассейн выдержки.

#ТВЭЛ_мыговорим
@tvel_live

Для 3D-печати металлами нужны порошки. Их производят с помощью атомайзера. Он состоит из двух основных частей: распылительной колонки и вакуумной индукционной плавильной печи на крыше колонки.

Как работает атомайзер?

1️⃣ Металл плавится в печи. Это очищает его от примесей газов и предохраняет от окисления.

2️⃣ Затем под высоким давлением подается через форсунку и разбивается на мелкодисперсные сферические капли с помощью инертного газа.

3️⃣ Металлические капли долетают до дна распылительной колонки и кристаллизуются, превращаясь в порошок нужной фракции.

Плюсы порошков, полученных таким способом:
• чистота;
• хорошая текучесть;
• сферическая форма;
• низкое содержание кислорода;
• высокая насыпная плотность;
• узкое распределение частиц по размерам.

⚛️ Атомайзер есть в Центре аддитивных технологий Росатома. К следующему году таких устройств станет четыре, включая атомайзеры для производства порошка из титана и кобальт-хрома.

#ТВЭЛ_мыговорим
@tvel_live

Керамика на основе порошка диоксида циркония очень твердая, прочная, износостойкая, устойчивая к коррозии. У нее один из самых высоких показателей вязкости разрушения среди всех керамических материалов.

При этом она имеет более тонкую текстуру. Это позволяет добиться зеркального эффекта после обработки и шлифовки.

🔵У современных порошков высокая чистота и однородность, маленькие кристаллиты (30–50 нм), слабая прочность гранул. В итоге при низких температурах спекания, от 1350 до 1500°C, получают керамические изделия с высокой прочностью и плотностью.

Например:
• стоматологические диски для зубных коронок, имплантатов, протезов, форсунок;
• компоненты для штангового насоса, подшипников, поршней насосов.

🔵Русатом МеталлТех (входит в ТВЭЛ) предлагает порошки из диоксида циркония для пьезокерамики, автопрома, для нанесения защитных покрытий на лопатки газотурбинных двигателей самолета.

#ТВЭЛ_мыговорим #РМТ
⚛️ Подписывайтесь на ТВЭЛ

Быстрые реакторы способны производить больше топлива, чем потребляют. Поэтому их называют бридерами, или реакторами-размножителями.

В таком реакторе ней­тро­ны, которые высвобождаются при де­ле­нии ядер, например, плутония-239, взаи­мо­дей­ст­ву­ют с яд­ра­ми сырь­е­во­го ма­те­риа­ла (например, урана-238), при этом об­ра­зу­ет­ся вто­рич­ное ядер­ное го­рю­чее (плутоний-239). Израсходовав 100 кг делящегося изотопа, можно получить 120–130 кг свежего ядерного топлива.

Пер­вый в ми­ре промышленный реактор-размножитель ввели в эксплуатацию в 1973 году в Казахстане, в городе Шевченко (сейчас – Актау).

#ТВЭЛ_мыговорим
⚛️ Подписывайтесь на ТВЭЛ