Учитель химииМартынова В. А




НазваУчитель химииМартынова В. А
Копалина С П
Дата канвертавання19.11.2012
Памер105.63 Kb.
ТыпРеферат
МИНИСТЕРСТВО РФ


Реферат

«Металлы атомной энергетики»

Выполнила:

ученица МОУ «СОШ№20» 10 «А» класса

Комиссарова Елена

Руководители: учитель физики Копалина С.П.

учитель химииМартынова В.А.


ЭЛЕКТРОСТАЛЬ- 2012

Аннотация

на интегрированный реферат по физике и химии «Металлы атомной энергетики».

Автор реферата: Комиссарова Елена, ученица 10А класса МОУ «Средняя общеобразовательная школа №20» городского округа Электросталь Московской области.

Актуальность выбранной темы автор видит в возможности использования ядерной энергии в мирных целях. Использование жидких металлов ставит перед конструкторами целый ряд новых трудностей: натрий и литий — химически очень активные элементы, поэтому нелегко подобрать такой материал для труб, который бы не подвергался коррозии при длительном протекании по этим трубам расплавленных натрия или лития. Для таких труб чугун не очень подходят, однако конечно кроме этих металлов для изготовления всех деталей агрегатов атомной станции используется и множество других сплавов и способов их обработки, например ковка чугуна, сварка чугуна и т.д., которые широко применяются для менее ответственных деталей. Также применяют нержавеющую сталь и сплавы циркония – о них автор и рассказывает в своей работе.

Доступно, логически правильно изложен материал. При определении цели и задач, автор дает представление о конечном результате. Как следствие, на наш взгляд, наблюдается раскрытие ожидаемого результата, которые прописаны в разделе «Заключение».

Оформление реферата не во всех случаях соответствует требованиям:

  • Не пронумерованы страницы;

  • В тексте нет ссылок на иллюстрации;

  • В разделе «Литература» не указаны сайты Интернет – ресурсов.

В целом работа заслуживает внимания и может применяться при проведении факультативных и семинарских занятий.


Учитель физики МОУ «Средняя

общеобразовательная школа №20»___________/С.П. Копалина/


Учитель химии

МОУ «Средняя

общеобразовательная школа №20»___________ /В.А. Мартынова/

14.03.2012г.


Содержание:

  • Введение;

  • Сталь;

  • Цирконий и его сплавы;

  • Твэл реактора ВВЭР-1000;

  • ТВС ВВЭР-1000;

  • Заключение.



Введение

Первая в истории человечества промышленная атомная электростанция была создана в нашей стране. Сообщение о ее пуске было опубликовано 27 июня 1954 года.

Как же работает сердце атомной установки — реактор? Тщательно очищенные от примесей, способных поглощать нейтроны, природный уран, окисел урана или плутоний фасуются в небольшие пластины или цилиндры. Их помещают в массу замедлителя нейтронов — вставляют в штабель хорошо очищенного графита или опускают в воду.

Использование жидких металлов ставит перед конструкторами целый ряд новых трудностей: натрий и литий — химически очень активные элементы, поэтому нелегко подобрать такой материал для труб, который бы не подвергался коррозии при длительном протекании по этим трубам расплавленных натрия или лития. Для таких труб чугун не очень подходят, однако конечно кроме этих металлов для изготовления всех деталей агрегатов атомной станции используется и множество других сплавов и способов их обработки, например ковка чугуна, сварка чугуна и т.д., которые широко применяются для менее ответственных деталей. Также применяют нержавеющую сталь и сплавы циркония – о них я и хочу рассказать.


Сталь

Нержавеющая сталь марки ст 12Х18Н10Т относится к корозионно-стойким сталям аустенитного класса. Благодаря своей высокой пластичности и ударной вязкости она широко используется практически во всех областях промышленности: из нее изготавливаются емкости, резервуары, трубопроводы высокого давления, печная аппаратура, муфели, конструкции, эксплуатируемые в агрессивных средах, коллекторы выхлопных систем и так далее. При этом нормальный режим эксплуатации позволяет использовать ее при температуре до 800 градусов Цельсия, а при 850 градусах Цельсия на стали активно начинает образовываться окалина. Кроме того, сталь 12Х18Н10Т выдерживает и низкие температуры до -269 градусов Цельсия, что позволяет применять ее для создания криогенной аппаратуры.

Для того, чтобы сталь 12Х18Н10Т приобрела повышенную пластичность и ударную прочность, ее закаливают при температуре от 1050 до 1080 градусов Цельсия, используя воду. При этом твердость стали остается на среднем уровне, что позволяет изготавливать из нее сложные детали методом деформации. Для повышения прочности температура обработки повышается до 1150–1200 градусов Цельсия с последующим охлаждением изделия в воде.

Применение стали: детали, работающие до 600 °С. Сварные аппараты и сосуды, работающие в разбавленных растворах азотной, уксусной, фосфорной кислот, растворах щелочей и солей и другие детали, работающие под давлением при температуре от —196 до +600 °С, а при наличии агрессивных сред до +350 °С.


Цирконий и его сплавы

Основная причина использования циркония и его сплавов – самое маленькое сечение захвата нейтронов у него.Основные легирующие элементы - Sn, Cr, Nb, Сu и Мо, содержание которых не более 1,5-2,5%; в отдельных циркония сплавы в небольших кол-вах присутствуют Fe и Ni, которые как примеси при выплавке циркония попадают из цирконовой губки. циркония сплавы характеризуются высокой кратковременной прочностью (300-450 МПа, 300 °С), высоким сопротивлением ползучести (при 350 °С и 200 МПа скорость ползучести 0,4 x 10-4 %/ч), коррозионной стойкостью при 300-350 °С на воздухе. в О2, СО2, Н2О и водяном паре. орг. и жидкометаллич. (Na, К, Pb и др.) теплоносителях; по некоторым теплофизическим свойствам (тепло- и температуропроводность, термич. коэф. линейного расширения и др.) превосходят аустенитные нержавеющие стали. Обладают высокой радиационной стойкостью, низким поперечным сечением захвата тепловых нейтронов (~ 0,18 x 10-28м2); совместимы (не взаимодействуют) с ядерным горючим (U, его сплавы с Mo, Nb и Zr, а также UO2, UC, U3Si и др.).

Основа циркония сплавы- твердый раствор легирующих элементов в a-мо-дификацииZr с гексаген. кристаллической решеткой, устойчивой до 863 °С. Примеси, образующие твердые растворы внедрения (N, О, С и Н), отрицательно влияют на технологию свойства (обрабатываемость давлением), коррозионную стойкость и эксплуатацию свойства циркония сплавы; содержание их ограничивают жесткими пределами (напр., содержание N 0,006-0,008%). В отдельных циркония сплавы допускают присутствие 0,1-0,15% О, который можно считать легирующим элементом, упрочняющим -Zr.


Среди циркония сплавы наиб.известны циркаллои (1,2-1,7% Sn, 0,05-0,15% Cr, 0,07-0,24% Fe, 0,007-0,08% Ni), оженит (0,25% Sn, по 0,1% Cr, Fe и Ni), а также сплавы Zr - 1% Nb и Zr - 2,5% Nb. Слитки Ц. с. выплавляют в вакуумных злектродуговых и электроннолучевых печах.полуфабрикаты и изделия (трубы, прутки, листы, проволока) получают из слитков методами горячей и холодной деформации с промежутками отжигами. Циркония сплавы (типа циркаллои) используют в холоднодеформированном, частично или полностью рекристаллизованном состоянии. Отдельные циркония сплавы [Zr-Nb (2,5%), Zr-Cr (1,2%) - Fe (0,1%) и др.] для повышения прочности и сопротивления ползучести подвергают закалке и отпуску. В процессе работы циркония сплавы взаимодействуют с Н2О и водяным паром, что приводит к их наводороживанию с образованием ZrH2; при этом повышается прочность сплавов и снижается пластичность (на 70-80%).наиб. изменение мех. свойств наблюдается при увеличении концентрации Н2 до ~ 0,08%.

Механические свойства циркония сплавы изменяются также под действием нейтронного облучения; при этом происходят снижение пластичности на 35-40% и рост предела текучести при растяжении (остаточная деформация 0,2%) на 50-100%. Макс. значение предела текучести, близкое к значениям кратковременной прочности, наблюдается при облучении потоком нейтронов плотностью 1021 см-2. Нейтронное облучение увеличивает скорость ползучести и резко снижает ударную вязкость циркония сплавы, повышая их температуру перехода из пластичного в хрупкое состояние, особенно при небольших концентрациях Н2. Так, при содержании в сплаве 0,002% Н облучение повышает температуру перехода на 100-200 °С, а при 0,02% Н - на 50-200 °С; при этом критическая температура хрупкости может оказаться на уровне рабочих температур циркония сплавы в ядерных реакторах (300-350 °С).


Циркония сплавы - конструкционные материалы активной зоны ядерных реакторов; из них изготавливают оболочки твэлов (срок службы от 1,5 до 6 лет), детали тепловыделяющих сборок и технологические каналы (срок службы до ~ 30 лет) энергетически ядерных реакторов на тепловых нейтронах с пароводяным теплоносителем. Циркония сплавы можно использовать в активной зоне ядерных реакторов на тепловых и быстрых нейтронах с жидкометаллическим. или углекислотным теплоносителем, работающих при температурах 500-550 °С, а также как матрицу для диспергирования соединения U в сердечниках дисперсионных твэлов.


Твэл реактора ВВЭР-1000


Хорошая герметизация оболочки твэлов необходима для исключения попадания продуктов деления топлива в теплоноситель, что может повлечь распространение радиоактивных элементов за пределы активной зоны. Материал оболочки твэлов должен обладать следующими свойствами:

      • высокая коррозионная, эрозионная и термическая стойкость;

      • он не должен существенно изменять характер поглощения нейтронов в реакторе.

Оболочки твэлов в настоящее время изготавливают из сплавов алюминия, циркония, нержавеющей стали. Сплавы Al используются в реакторах с температурой активной зоны менее 250—270 °C, сплавы Zr — в энергетических реакторах при температурах 350—400 °C, а нержавеющая сталь, которая интенсивно поглощает нейтроны, — в реакторах с температурой более 400 °C. Иногда используют и другие материалы, например, графит.


Твэл реактора ВВЭР-1000 представляет собой трубку, заполненную таблетками из двуокиси урана UO2 и герметично уплотненную. Трубка твэла изготовлена из рекристализованного циркония, легированного 1 % ниобия (сплав Н-1). Наружный диаметр трубки твэла 9,1±0,05 мм, толщина 0,65±0,03 мм, внутренний диаметр — 7,72+0,08 мм.Длина трубки твэла составляет 3800 мм, положение столба топливных таблеток зафиксировано разрезными втулками из нержавеющей стали и пружиной, не препятствующими тепловым перемещениям.При герметизации твэла его внутренняя полость заполняется гелием под давлением 20—25 атм. Длина твэла 3837 мм, вес — 21 кг, на нижней концевой пробке имеется поперечное отверстие для крепления к нижней опорной решетке тепловыделяющей сборки.

Герметичность каждого твэла проверяется гелиевым течеискателем. Герметизирующие элементы твэла (трубка и концевые детали) образуют оболочку, а таблетки двуокиси урана — топливный сердечник.Цирконий удачно сочетает ядерные и физические характеристики с механическими свойствами, коррозионностоек в большинстве сред, применяемых в качестве теплоносителей ядерных реакторов и достаточно технологичен.


ТВС ВВЭР-1000

Тепловыделяющая сборка (ТВС) реактора ВВЭР–1000 представляет собой активную конструкцию из 312 твэлов, закрепленных в каркасе из 18 направляющих каналов, 15 дистанционирующих и одной нижней решетки.

Концевые детали ТВС служат для фиксации кассеты в установочных гнездах активной зоны.

Верхняя концевая деталь (головка) обеспечивает взаимодействие с внутрикорпусными устройствами реактора и поджатие ТВС от всплытия, а также разъемное соединение с каркасом ТВС.

Нижняя концевая деталь (хвостовик) обеспечивает заданное местоположение кассеты в активной зоне, а также организацию протока теплоносителя.

Основные конструктивные особенности отечественной конструкции ТВС связаны, прежде всего, с формой ее поперечного сечения. В отличие от мировых аналогов, базирующихся на прямоугольной форме, ТВС ВВЭР-1000 имеет гексагональное (шестигранное) сечение.

При прочих равных условиях гексагональная форма ТВС обеспечивает более высокую однородность поля расположения твэлов и гарантирует сохранность ТВС во время транспортно-технологических операции при ее изготовлении и при эксплуатации на АЭС.


Заключение


Что ждет мир без атомной энергетики?

На протяжении многих лет ученые задаются вопросом — стоит ли делать ставку на ядерную энергетику, как энергию будущего, или это слишком опасная отрасль? И это не удивительно, что тема вызывает большие споры, а идея строительства АЭС имеет такое же число сторонников как и противников.

Конечно, каждая из сторон имеет сильные аргументы в поддержку своей стороны. Атомная энергетика привлекла в прошедшем году к себе особое внимание. Один из незаменимых компонентов современной энергетической сферы в мире существенно влияет на социально-политическую напряженность мировых стран.


Каково значение атомной энергетики в современной экономике?

Нынешняяэнергодобыча и энергоснабжение зависят от полезных ископаемых. Среди лидеров ресурсного ряда 7% отводится нефти, 29% — углю и торфу, 7% — природному газу.

По данным Всемирного ядерного университета (WNU), каждый из источников электроэнергии занимает определенную долю в мире:

Кроме того, широко используются атомные активы. Сегодня атомная энергетика – надежный и экономически выгодный способ обеспечения страны электроэнергией.

Многие развивающиеся страны отводят отрасли приоритетное место. Катастрофичные события прошлого года позволили лишь напомнить главам о том, что более простого и эффективного способа добычи электроэнергии на сегодняшний день нет.


Чем интересна атомно-энергетическая отрасль России?

Россия использует 10 атомных электростанций, доля выработки электроэнергии которыми в европейской части Российской Федерации достигает 30%, а в северо-западных частях – 37%. Сегодня российское правительство делает большие ставки на развитие атомной энергетики:

      • работазарубежом. «Росатом»РФвпрошломгодузаключил 21 контракт на возведение атомных электростанций за пределами страны – в Индии, Турции, Вьетнаме, Китае, Болгарии, Армении, Бангладеше, Беларуси. Ситуация с Фукусимой лишь подчеркнула доверие к российским технологиям на мировой арене, ведь количество заключенных договоров за год возросло вдвое;

      • планыразвитиявнутристраны.Увеличение доли ядерной энергетики в энергобалансе страны – приоритетное направление России. В прошлом году запущены несколько энергоблоков, которые позволили нарастить объемы вырабатываемой электроэнергии на 0,8%. По предварительным целям правительства, к 2030 году выручка «Росатома» составит 75 млрд. долл.;

      • инновации.Российские разработчики инноваций предложили создать плавучий атомный реактор для предоставления электричества с воды населению береговых территорий. Такой способ более безопасный, нежели стандартная АЭС, а именно на безопасность эксплуатации нацелены сегодня атомные разработки;



Мировые перспективы России


Общее российское стремление нацелено не только на занятие лидирующих позиций в области атомной энергетики мира, но и на создание деловой позитивной репутации страны, развивая социальные программы мирового масштаба: сглаживание конфликта Евросоюза с Ираном, борьба с паническими настроениями в мире после Фукусимы, инициирование проектов по повышению норм безопасности ядерной энергетики.


Использованная литература:

  • С.М. Гельман «Первый атомный», ООО «Издательский центр «Атом пресса»,2008

  • Г. Кеселер Ядерная энергетика М., "Энергоиздат", 1986

  • ”Ядерная энергетика в альтернативных энергетических сценариях” Энергия 1997 №4




  • ”Некоторые экономические аспекты современного развития атомной энергетики” Вестник МГУ 1997 №1




  • Ядерная и термоядерная энергетика будущего/Под ред. Чуянова В.А. - М.: Энергоатомиздат, 1987. - 192с.




  • Н. С. Ахметов «Неорганическая химия», Москва изд. Высшая школа 1975г.




  • В. В. Пасынков «Материалы электронной техники», Москва изд. Высшая школа 1980г.




  • С. И. Венецкий «Рассказы о металлах», Москва изд. Металлургия 1986г.




  • М. Томпсон «Дефекты и радиационные повреждения в металлах.», М. Мир, 1976г.



  • Интернет ресурсы.

Дадаць дакумент у свой блог ці на сайт

Падобныя:

Учитель химииМартынова В. А iconПо следам литературных героев: Жюль Верн \ Таинственный остров’’
Урок проводили: учитель истории Ульяновская Елена Витальевна, учитель биологии и химии – Мурашко Елена Алексеевна, учитель физики...

Учитель химииМартынова В. А iconВлияние солнечной активности на исторические события на Земле
Ивахненко Анна, ученица 7 класса моу сош №11 г. Ейска Научный Семке Андрей Иванович, учитель физики и астрономии моу сош №11 г. Ейска,...

Учитель химииМартынова В. А iconЗернышко
Составители: Демянчик М. И. руководитель мо, Кортелева Л. С.– учитель Корнадского деткого сада –средней школы, Почебут А. А. – учитель...

Учитель химииМартынова В. А iconКонкурс «Учитель года 2010», г. Гатчина
Автор урока (фио, должность): Шутова Марина Викторовна, учитель начальных классов

Учитель химииМартынова В. А iconЧумак Н. А. вчитель вищої категорії, старший вчитель зош №6
Найкращий учитель для дитини той, хто духовно спілкується з нею, забуває, що він учитель, І бачить у своєму учневі друга, однодумця....

Учитель химииМартынова В. А iconКнига Бытия, гл. 1 Шестой день Творения мира. Создание человека «из праха земного»
Автор разработчик: Коровина Раиса Николаевна, учитель русского языка и литературы, заслуженный учитель РФ

Учитель химииМартынова В. А iconУчитель мировой художественной культуры
Учитель высшей квалификационной категории. «Отличник народного просвещения», лауреат Государственной премии им. Н. К. Крупской, дипломант...

Учитель химииМартынова В. А iconНекрасова Светлана Марьяновна, учитель химии мбоу "сош №4 г. Онеги"
Сероглазкиной Анне Владимировне, учитель биологии мбоу г. Астрахани "Гимназия №1"

Учитель химииМартынова В. А iconПроект разработан ученицей 10 класса моу «Центр образования с. Лаврентия» Андросовой Ниной. Руководители проекта: Павлова Татьяна Михайловна, учитель биологии; Хоперская Елена Александровна, учитель физики

Учитель химииМартынова В. А icon«Африка»
Колесникова М. М. – учитель географии высшей категории, учитель – методист, Отличник Образования, руководитель мо учителей географии...

Размесціце кнопку на сваім сайце:
be.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©be.convdocs.org 2012
звярнуцца да адміністрацыі
be.convdocs.org
Галоўная старонка