Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - 1959, H. 37 - Bor i kärnenergitekniken, av SHl
<< 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.
ses nästan fullständigt i en kokande blandning
av utspädd HCl, HN03 och H2S04.
Renare produkter är inte hygroskopiska och
står bättre emot oxidation. En kristallin
produkt med 0,6—1,65 mm kornstorlek ökade
mindre än 0,1 % i vikt vid upphettning i luft
till 450°C under 30 min. I finmald form
reagerade produkten våldsamt med koncentrerad
salpetersyra. I massiv form står bor emot
oxidation i luft vid upp till ca 750°C; vid 800°C
bildas en svart och glansig ytfilm som tycks
skydda fullständigt vid upp till 1 000°C.
Ha-logener reagerar med alla typer av bor.
Naturlig bors spridningstvärsnitt för termiska
neutroner (0,025 eV) är 4 ± 1 barn/atom. Dess
totala tvärsnitt beror huvudsakligen på bor
10-atomernas (n, cO-reaktion
B + n —> I Li + I He
Absorptionstvärsnittet för bor 10 är 4 030
barn/atom. Vid 94 % av
neutronabsorptioner-na utsänds y-strålning med 0,478 MeV energi
från de exciterade 7Li-kärnorna. Denna
strålning är dock mycket mjukare än den som
uppstår vid neutronbestrålning av de flesta tunga
och medeltunga atomerna. För snabba
neutroner har naturlig bor inte större
absorptions-tvärsnitt än många andra element.
Både 10B och "B reagerar med ct-partiklar
under bildning av neutroner
10B + 4He —* 13N + n -f 1,07 MeV
nB + 4He —* ]4N + n + 0,15 MeV
Blandningar av bor med et-strålare, t.ex.
radium eller polonium, används därför som
neutronkällor vid kalibrering av
laboratorieinstrument.
Bearbetning
Det är praktiskt taget omöjligt att smälta och
gjuta bor därför att man inte känner något
material som är tillräckligt inert gentemot smält
bor. Även om detta problem kunde lösas, skulle
dock sannolikt göten vara obearbetbara. Man
har därför utnyttjat pulvermetallurgisk teknik.
Då bor har dåliga självbindande egenskaper,
måste härvid tillsatser användas.
Efter tillsats av 2 % B203 kan man erhålla
presskroppar med 31,5 kp/mnr
tryckbrott-gräns och med 5 % B203 kan man komina upp
till 52,5 kp/mnr. Man använder också metaller
som bindemedel eller ersätter elementär bor
med en förening, t.ex. en metallborid eller
bor-karbid, som är självbindande. Presskroppar,
erhållna på detta sätt, får en bortäthet som är
jämförbar med elementär bors.
Borhaltiga material
Man behöver sällan använda elementär bor i
reaktorteknologin. Det kan ibland fordras ett
material med bor i tämligen koncentrerad form
för regleringsändamål, men till strålskydd kan
man använda bor i utspädd form.
Bor st ål med upp till 4,75 % B och en tillsats
av aluminium för ökning av materialets
bear-betbarhet används till reglerstavar i Calder
Hall-reaktorerna (Tekn. T. 1958 s. 400).
Legeringen har gjorts med låg manganhalt för att
den intensiva y-strålning, som mangan ger vid
neutronbestrålning, skall undvikas. Den kan
smidas, valsas och strängpressas.
Man har undersökt verkan av bor i rostfria
stål och har därvid funnit att 2,5—3 % B kan
sättas till 13 % kromstål och austenitiska stål
utan att dessa förlorar sin smidbarhet.
Borkarbid B4C har påtagliga fördelar framför
elementär bor. Den kan erhållas genom
utfällning ur en blandning av lika delar bortriklorid
och väte på en grafitstav upphettad till 1 800°C.
Karbiden bar romboedrisk kristallstruktur och
innehåller ett tredimensionellt nätverk av
bor-atomer. Dess täthet är 2,51 g/cm3. Vid högre
kolhalt än 20 atom-% skils kol ut som grafit.
Bor är däremot något löslig i karbiden varvid
den troligen ersätter kolatomer i kristallgittret.
Borkarbid är inte särskilt reaktiv; den löses
bara i smälta alkalier, men vid hög temperatur
reagerar den med många metaller som härvid
övergår till borider. Karbiden angrips bara
ytligt av luft vid upp till 800—1 000°C;
angreppet blir betydande vid 1 100—1 200°C och
snabbt vid 1 500—1 600° C.
Borkarbidpulver kan packas till en största
täthet av 1,9 g/cm3; en täthet på 2,3 g/cm3,
motsvarande 1,8 g/cm3 bortäthet, kan uppnås
genom kallpressning och sintring eller genom
varmpressning. Delar, framställda på detta sätt,
kan bearbetas med snäva toleranser genom
slipning. Resistensen mot snabba
temperaturväxlingar kan ökas genom bindning med vissa
metaller eller dessas karbider.
Boral består av en suspension av borkarbid
i aluminium, överklädd med aluminium.
Materialet, som används till termiskt skydd i
kärn-reaktorer, är vanligen 6 mm tjockt med en
3 mm kärna, innehållande 35 vikt-% B4C. Man
kan göra kärnor med upp till 50 % B4C.
Bora-len har ca 2,5 g/cm3 täthet. Den kan
gasbåg-svetsas. Ett liknande material Boraxal med
bor-trioxid i stället för karbid är billigare än Boral
men liar inte lika goda egenskaper.
Borider är nu tillgängliga i stort antal. De kan
framställas på flera olika sätt, t.ex. genom
reduktion av B,03 med den ifrågavarande
metallen eller genom borkarbids reaktion med
metallens oxid. Bland boriderna av 4:e gruppens
övergångselement liar diboriderna den största
termiska stabiliteten; för 5:e och 6:e
gruppernas övergångselement gäller motsvarande för
monoboriderna.
Boriderna av 4:e gruppens metaller har
större resistens mot oxidation än 5:e och 6:e
gruppernas. Zirkoniumborid är t.ex. ganska
resistent mot luft vid upp till 1 300—1 400° C,
medan vanadinborid oxideras vid 1 000—1 100°C.
Oxidfilmerna på zirkonium-, tantal- ocli
vol-framboriderna blir porösa och på
vanadinbo-riden ett lättsmält glas.
Zirkoniumdiborid, som är tillgänglig i
Storbritannien under namnet Borolite, har god
resistens mot temperaturväxlingar och kan
användas till behållare för smälta metaller som
TEKNISK TIDSKRIFT 1959 9 65
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
