Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 36. 4 oktober 1947 - Atomenergin i Tyskland, av J Tandberg - Material till gasturbiner, av I Göransson
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
(>746
TEKNISK TIDSKRIFT
Heisenberg, som var infödd tvsk och som var framstående
kärnforskare. Man inställde sig i första hand på att
separera isotopen uran 235, i andra hand på att studera
neutronreaktionerna med olika ämnen och därmed även
möjligheterna att åstadkomma en uranmila, kontrollerbar med
hjälp av en lämplig moderator.
Det befanns att tungt vatten skulle vara en lämplig
substans, likaså rent kol eller flytande kolsyra. Man insåg
snart, att en viss minimistorlek måste överskridas för att
milan skulle "brinna" och ge energi. Dock kunde även en
mindre mila vara nyttig till studieändamål, ifall den
matades inifrån med neutroner, framställda separat. Om k är
förhållandet mellan antalet neutroner, som lämna milan,
och antalet, som tillföras separat, gäller, att
arrangemanget är odugligt för energiproduktion när k 1. Men
när A" > 1 kan milan användas, om den är stor nog.
På beställning av militära myndigheter tillverkades stora
mängder uranoxid U308 av högsta renhet. I Frankfurt
framställdes ren uranmetall ur oxiden. Tungt vatten
tillverkades hos Norsk Hydro, som ökade sin
tillverkningskapacitet från det normala 10—20 1 per månad till 200 1.
Däremot misslyckades man med att anrika uran 235 genom
termisk diffusion av gasformig UFB (även amerikanarna
hade ju stora svårigheter med detta aggressiva ämne).
Under sommaren 1941 hade man 150 1 tungt vatten som
moderator i en liten uranmila i Leipzig. Denna lilla mila
gav i mars 1942 sådana resultat, att det var uppenbart,
att en större mila måste kunna "brinna" självständigt och
spontant avge tekniskt användbar energi.
Av teoretiska skäl kunde man även räkna med att
explosiv materia, lämplig till bomber, skulle kunna produceras
i en sådan större mila. Men hur man sedan skulle
separera de önskade isotoperna var oklart, det skulle helt
visst möta stora tekniska svårigheter. Man funderade ett
slag på att använda protaktinium till en atombomb men
tillräckliga mängder av ämnet kunde ej anskaffas. En
blygsammare användning av atomenergi skulle vara som
drivmedel för krigsfartyg och tekniska experter från
marinen tillkallades. Men något atomdrivet fartyg blev icke
konstruerat. Bombningen av landets fabriker gjorde
arbetet allt svårare. När Norsk Hydros anläggningar
bombades i oktober 1943, fanns redan 2 t tungt vatten i
Tyskland, en kvantitet, som nätt och jämnt skulle kunna räcka
till för att bygga en mila, stor nog att fungera av sig själv.
Men räderna mot Frankfurt satte stopp för
uranleveranserna. Man hade dock redan lyckats få till stånd en
modell-mila i Dahlem med 1,5 t tungt vatten och lika mycket
uran. Denna modell behövde hjälp med
neutronemissionen i sitt inre, men gav ifrån sig tre gånger så många
neutroner som man släppte in (k >=3), och detta var en
god början.
Kaiser Wilhelm Institut für Chemie fick en fullträff vid
en räd. Fysikinstitutet evakuerades till Hechingen. Där
byggde Gerlach i februari 1945 en mila inne i ett bergrum,
vartill det åtgick 1,5 t tungt vatten, 1,5 t uran, 10 t grafit,
vidare kadmium och annat material. Urankuber omgavs
av tungt vatten och alltsammans täcktes med grafit, som
skulle reflektera neutroner. Man fick ut sju gånger så
många neutroner som man släppte in i mitten av milan
(ki= 7). Det behövdes icke mycket material till för att
milan skulle börja fungera helt självständigt. Men — det var
för sent! Ingen förbindelse fanns med Berlin. Den 22 april
kommo amerikanarna och konfiskerade hela anläggningen.
Det förefaller som om arbetet i Tyskland i flera
avseenden fortlöpt tämligen parallellt med arbetet i Amerika
men att Amerika vunnit kapploppet främst tack vare sina
enorma resurser. Enligt Heisenberg låg Tysklands intresse
icke i att tillverka atombomber utan i att skapa energi och
drivmedel. Så som händelserna snart utvecklade sig hade
herrarna inom krigsledningen varken tid eller tålamod att
vänta på färdigställandet av några eventuella atombomber i
en osäker framtid. — Och det kan man ju näppeligen
förtänka dem (W Heisenberg i Nature 16 aug. 1947). J Tandberg
Material till gasturbiner. En gasturbins termiska
verkningsgrad beror i huvudsak på den maximitemperatur
gasen kan tillåtas ha. Möjligheterna att framställa
håll-fast, lämpligt material för turbindelar, som måste tåla
de höga temperaturerna, blir därför i stor utsträckning
avgörande för turbineffekten. Forskning efter goda
legeringar härtill har företagits på flera håll med framgång.
Turbinskovlarna är särskilt utsatta. Fram till 1939 kunde
de bästa skovelmaterialen uthärda upp till 550°C utan stor
krypning. Detta år utexperimenterades emellertid ett
auste-nitiskt kromnickelstål, Bex 78, med större varmhållfasthet.
Det då ställda minimikravet, livslängden 1 000 h utan
brott under 20—24 kp/mm2 belastning vid 650°C, kunde
Rex 78 ej helt uppfylla. Kryphållfastheten m.m. stiger hos
detta stål genom värmebehandling. Efter upphettning och
glödgning vid 1 050° följde avkylning i luft och därefter
återupphettning till 800°C och 600°C. Två nickellegeringar,
Nimonic 75 och K 42 B, tillverkades och var i sin tur
betydligt varmhållfastare än Rex 78.
20°C
Rex 78 K 42 B
600° C
Rex 78 K 42 B
0,2 %-gräns kp/mm2 35 70
Brottgräns kp/mm2 73 110
Förlängning % 41,0 29,0
Kryphastighet
(under 100 h) vid
10,5 kp/mm2 och Rex 78
650°C . . mm/dm h 0,00005
20
50
39,5
58
85
21,5
K 42 B
0,000075
En ännu bättre legering, Nimonic 80, kan nu, sedan
konstruktionen hos gasturbinen modifierats, efter särskild
värmebehandling motstå centrifugalpåkänningar på 18
kp/mm2 vid ca 700°C bladtemperatur.
I Amerika är det speciellt Hastelloy B som använts. Före
1939 var det känt mest för sina korrosionsbeständiga
egenskaper. Även i Tyskland framställdes trots materialbristen
en hel del gasturbinlegeringar, den mest framstående var
Tinidur, en nickel—krom—titan-legering. Tysklands
knapphet på råmaterial förorsakade en utveckling av keramiska
material (Tekn. T. 1947 s. 444), såsom smält kvarts,
kiselkarbid och sintrad aluminiumoxid, vilka användes till
skovlarna med god framgång. De keramiska materialen
var känsligare för temperaturväxlingar, och försök
utfördes därför även med sintrade blandningar av järnpulver
och eldfasta oxider för att få högre värmeledningsförmåga
och större beständighet mot temperaturgradienter.
Sammansättningen hos bladet kunde vid behov varieras längs bladet.
Några analyser av icke keramiska material återges här:
Tinidur G 18 B Cr—Mo—V Inconel
Rex 78 Savblade Timken Mn-Cr-
Immac-alloy stål ulate 5
Fe________60 53 70 55 53 95 70 7 55
C ________0,08 0,1 0,2 0,4 0,1 0,2 — 0,15 —
Cr________14 15 20 13,5 16 2,8 12 13 25
Ni________18 30 8 13,5 25 — — 80 20
Mn ... — — — — — — 18 — —
W________— — — 2,5 — — — — —
Co... — — — 10 _____
Mo ... 4 — — 2 6 0,4 — — —
V.... — — — — — 0,8— — —
Ti________0,8 1,8 1,2 — — — — — —
Cu.,.4 — — — — — — — —
Nb ... — — — 1,4 — — — — —
Ta ... — — — 1,4 — — — — —
Skovlarna till de första försöksturbinerna tillverkades av
smidda rektangulära stänger genom valsning. En speciell
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
