- Project Runeberg -  Teknisk Tidskrift / Årgång 86. 1956 /
79

(1871-1962)
Table of Contents / Innehåll | << Previous | Next >>
  Project Runeberg | Catalog | Recent Changes | Donate | Comments? |   

Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 5. 31 januari 1956 - Materialproblem i atomreaktorer, av Roland Kiessling

scanned image

<< 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.

i O januari 1956

79

Neutroner och klyvningsprodukternas atomer
har en annan mera allvarlig verkan på
oorganiska material med jonbindning och på metaller.
De har stor massa och rörelseenergi och överför
vid kollisionerna den senare helt eller delvis till
atomerna. Dessa kan då förflyttas från sina
jämviktslägen i gittret och därvid uppstår fysikaliska
förändringar av allvarlig natur.

Verkan är störst för själva bränsleelementen, i
vilka kärnklyvningsreaktionen sker. Den är ofta
katastrofal och kommer att beröras senare. För
övriga reaktormaterial är den märkbar i olika
hög grad men är vanligen av mindre betydelse.
För metaller ger den sig t.ex. tillkänna genom
en ökning av deras termiska och elektriska
motstånd, hårdhet och draghållfasthet. Effekten
beror av metallens tillstånd och är t.ex. mer
märkbar hos glödgat än hos härdat material. Verkan
kan upphävas genom glödgning av den bestrålade
metallen.

Bränsle

Uran

Det vanligaste bränslet för en heterogen reaktor
är uranmetall. Uranet kan vara naturligt eller
anrikat. I förra fallet innehåller det 0,7 % av den
aktiva isotopen uran 235, i senare fallet mera.
Uran (tabell 4) existerar i tre modifikationer,
oc, ß och y med omvandlingspunkterna oc till ß
ca 663°C och ß till y ca 762°C; a- och
^-modifikationerna har komplicerat gitter rombiskt resp.
tetragonalt, och endast /-modifikationen, som
har kubiskt rymdcentrerat gitter, har en
struktur som förekommer hos andra metaller.
Uranmetallen står därför på gränsen till det
metalliska tillståndet.

Strukturen hos oc- och ß-faserna har inslag av
kovalent bindning och till följd därav är t.ex.
bearbetningsförhållandena mera komplicerade än
för andra metaller. De fysikaliska egenskaperna
uppvisar flera egendomligheter och i legerings-

Tabell 3. Inducerad aktivitet hos några vanliga metaller

Element [-Aktiverad-] {+Akti- verad+} isotop
masstal Förekomst i
naturen °/o [-Ab-sorp-tions-tvär-snitt-] {+Ab- sorp- tions- tvär- snitt+} barn Aktiv isotop [-Halveringstid 7-energi-] {+Halve- ringstid 7- energi+} MeV
Titan____ 50 5,3 0,04 61Ti 72 dygn 1,0
Krom ... 50 4,4 16 51Cr 27 dygn 0,32
Mangan .. 55 100 13,3 MMn 2,6 h 2,1
Järn .... 58 0,33 0,8 E0Fe 46 dygn 1,3
Kobolt ... 59 100 37 TOCo 5,3 år 1,3
Nickel ... 64 1,9 3,0 85Ni 2,5 h 0,93
Koppar .. 63 69 x 4,3 64 C u 12,8 h 1,35
Zink .... 64 48,9 0,5 ^Zn 250 dygn 1,12
68 18,5 0,1 69Zn 13,8 h 0,4
Zirkonium 94 17,4 0,1 95Zr 65 dygn 0,9"}
Molybden 98 23,8 0,13 "Mo 67 h 0,84
Tantal ... 181 100 21,3 182Ta 113 dygn 1,2
Volfram.. 186 28,4 34 187W 24 h 0,76

hänseende kan man ej göra samma generella
antaganden som för många andra metaller.

Uranmetallen är starkt anisotrop, vilket bl.a.
visar sig i den termiska utvidgningen. Längs två
kristallografiska axlar (a och c) är den starkt
positiv, medan den längs en (b) är negativ. På
grund härav har många mycket svåra problem
uppkommit.

Om en polykristallin uranstav underkastas
cyklisk temperaturändring till en övre
temperatur högre än ca 350°C, uppstår mycket snart
deformationer i uranet. I gjuten metall blir ytan
räfflad och den geometriska formen ändras
genom krökningen. I bearbetad metall blir det en
avsevärd dimensionstillväxt, vanligen i
bearbetningsriktningen.

Deformationen beror dels av
materialegenskaper (textur, kornstorlek och föroreningar), dels
av temperaturändringarnas förlopp
(temperaturintervall, uppvärmnings- och
avsvalningshastig-het och hålltid vid ändtemperatur). ct-valsat uran
kan växa upp till 0,6 mm/m per cykel. Tillväxt-

Tabell 4. Materialegenskaper hos uran och torium

Uran Torium

Modifikationer ................................ ac < 663° C a < 1450°C
663° < ß < 762°C 1 450° < ,ß 1 690°C
762° <y< 1 133°C
Smältpunkt .................................. . ................... °C 1 133 1 690
Kokpunkt .................................... .................... °C ca 3 900 ca 3 000
Täthet a-fas .................................. ................. g/cm3 19,0 11,7
Specifikt värme 20°C .......................... ............... cal/g°C 0,028 0,028
Värmeledningsförmåga ......................... 0,060 (20°C) 0,090 (100°C)
Längdutvidgningskoefficient a-fas .............. + 36,7- 10"8 [10 0] 11,2- 10’6 (20°C)
— 9,3 • 10~6 [0 1 0]
+ 34,2- 10"6 [0 0 1]
Resistivitet 25°C ............................... 30 • 10"8 18 • 10"°
Hårdhet 20°C ................................. ................ Brinell 200—220
Brottgräns 20°C .............................. 35—140 22—26
0,2-gräns 20°C ................................ 18— 90 17,22
Elasticitetsmodul ............................. 10— 18 7

<< prev. page << föreg. sida <<     >> nästa sida >> next page >>


Project Runeberg, Tue Dec 12 02:40:51 2023 (aronsson) (download) << Previous Next >>
https://runeberg.org/tektid/1956/0099.html

Valid HTML 4.0! All our files are DRM-free