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Matière nucléaire



introduction

Diversmatériauxutilisésengénienucléaire(ougénieénergétiqueatomique).Le génie nucléaire comprend deux types :

Ingénierie des réacteurs basée sur la réaction de fission nucléaire et la bombe atomique ;

Ingénierie des réacteurs à fusion basée sur la réaction de fusion nucléaire et la bombe à hydrogène.

Butpeopleusuallysaythatnuclearmaterialsmainlyrefertomaterialsusedinvariouspartsofthereactor, sotheyarealsocalledreactormaterials.Thisisbecausethedevelopmentofnuclearreactorshasbecomemoremature.Aboutathousandreactorshavebeenputintooperationaroundtheworld, andfusionreactorsarestillintheresearchstage.Reactormaterialsincludenuclearfuelthatundergoesfissionofnuclearenergyunderneutronbombardment, claddingmaterialsofnuclearfuelelements, liquides de refroidissement, neutronmoderatormaterials (modérateurs), la commande (tige) materialsthatstronglyabsorbneutrons, andpreventneutronleakageThereflective (couche) materialtotheoutsideofthereactor.

Matériaux de réacteur

Les matériaux utilisés pour la construction des réacteurs, y compris le combustible nucléaire, les matériaux réfrigérants, les matériaux modérateurs, les matériaux de structure, les matériaux de contrôle, les matériaux de blindage, etc., ont formé un système de matériaux.

Les recherches sur les matériaux des réacteurs portent principalement sur leurs propriétés physiques nucléaires, leurs effets des rayonnements, leur compatibilité chimique, etc., ainsi que sur les études de performances liées à diverses applications.

Liquide de refroidissement

Theworkingmediummaterialusedtoderivetheheatgeneratedbythefissionofthereactorcoreismainlygaseousandliquid.Commonliquidcoolantmaterialsincludewater, heavywaterandliquidmetals-sodium, sodiumpotassiumalloy, le bismuth, le plomb-bismuthalloyandsoon.Commongascoolantmaterialsincludecarbondioxide (CO 2), l' air, andhelium (He). (SeeReactorCoolantMaterials)

Modérateurmatériaux

Materialsusedinthermalneutronreactorstoslowfissionneutronsintothermalneutrons, alsoknownasmoderators, Modérateur (seeNeutronModeration) .Commonlyusedmoderatormaterialsaresolidandliquid.Thesolid-statemoderatormaterialsincludegraphite, berylliumandberylliumoxide.Commonlyusedliquidmoderatormaterialsarelightwaterandheavywater, inadditiontoorganicmoderatormaterials.Forslowingdownmaterials, inadditiontohavingexcellentnuclearproperties, theyarealsorequiredtohavegoodengineeringperformance. (Seereactormoderatormaterials)

Matériaux structurels

Reactorstructuralmaterialsincludecorestructuralmaterials, carburant (tige) claddingmaterials, reactorpressurevessels, drivingmechanismmaterials, etc.Whenselectingstructuralmaterialsforcommercialreactors, thestrength, dureté, résistance à la corrosion, andtheresistanceofferriticsteeltoradiationembrittlementshouldbeconsidered.Nuclear-gradehigh-toughnesslow-alloysteel, stainlesssteel, basealloys, etc.arewidelyusedasmaterialsforreactorcorestructureandreactorpressurevesselmaterials.Zirconiumalloysarewidelyusedinfuel (ROD) claddingmaterialsandfuelassemblystructuralmaterials.

Contrôlematériaux

Les matériaux utilisés pour fabriquer les éléments de contrôle pour contrôler la réactivité du réacteur. De tels matériaux ont de fortes propriétés d'absorption des neutrons. Ces matériaux comprennent le hafnium, les alliages argent-indium-cadmium, les matériaux contenant du bore et les terres rares comme l'insamarium, l'erbium, l'europium, le gadolinium et certains de leurs oxydes et carbures de contrôle.

Matériaux de blindage

Lesmatériauxutilisésdanslastructureduréacteurpouratténuerdifférentsrayonsetéviterlesdommagesdupersonneletde l'équipement,comprennentprincipalementleplomb,lefer,lebéton lourd,l'eauetd'autresmatériaux.

Combustible nucléaire

Itreferstothematerialthatcanproducefissionorfusionnuclearreactionandreleasehugenuclearenergy.Nuclearfuelcanbedividedintotwocategories: fissionfuelandfusionfuel (orthermonuclearfuel) .Fissionfuelmainlyreferstofissilenuclidessuchasuranium235, plutonium239anduranium233.Inaddition, becauseuranium238andthorium232areimportantrawmaterialsthatcanbeconvertedintofissilenuclides, andtheycanalsofissionundercertainconditions, theyarealsocustomarilycallednuclearfuels.Fusionfuelcontainshydrogenisotopessuchasdeuterium, le tritium, lithium6, anditscompounds.

Les matériaux du génie nucléaire se réfèrent à divers matériaux spéciaux utilisés dans les réacteurs et les cycles du combustible nucléaire et la technologie nucléaire, tels que les matériaux de structure des réacteurs, les matériaux de revêtement des composants, les matériaux de contrôle des réacteurs, les modérateurs, les réfrigérants et les matériaux de blindage et bien d'autres.

Combustible non nucléaire

referstonuclidesthatcanundergochainreactionsafterabsorbingneutronsorconvertiblematerialsthatcannewlygeneratefissilenuclides.Theneutron-inducedfissionenergythresholdof235U, 239Pu, and233Uiszero.Theyarecalledfissilenuclides whicharenuclearfuelsthatcanbeusedinthermalneutronreactors.After232Thand238Uabsorbneutrons, newfissilematerials233Uand239pucanbegenerated.232Thand238Uarecalledconvertiblematerials.238Uand232Tharerichinresources, providingabroadsourceofmaterialsfortheuseofnuclearenergy.Nuclearmaterialsareallradionuclides, andcaremustbetakentoprotectthemwhenusingthem.StrictcontrolandmanagementofPu, 233U, and235Uwithanenrichmentdegreeofmorethan20% shallbeimplementedtopreventthetheftoftheabove-mentionedspecialnuclearmaterialsandtheiruseintheillegalproductionofnuclearweapons.

Les procédures d'assurance de la sécurité s'appliquent à tous les maillons du cycle du combustible, y compris la fabrication du combustible, la production d'électricité, le retraitement du combustible, le stockage et le transport.

Développement

Les données montrent qu'en janvier 2011, il y avait au total 442 centrales nucléaires en service dans le monde. L'Agence internationale de l'énergie atomique prévoit que d'ici 2030, il y aura environ 300 centrales nucléaires supplémentaires en fonctionnement dans le monde qu'en janvier 2011.

Asoftheendof2010, mycountry'sinstallednuclearpowercapacityexceeded10millionkilowatts, reaching10.82millionkilowatts, andthescaleof26unitsunderconstructionreached29.14millionkilowatts.Accordingtothecalculationof40millionkilowattsinthe "TwelfthFive-YearPlan", theconstructionperiodofnuclearpowerisgenerally5years.By2020, mycountry'snuclearpowergeneratingunitswillbecloseto80millionkilowatts.Itisestimatedthatthetotalinvestmentinthenuclearpowermarketwillreach980billionyuanfrom2011to2020, andtheaverageannualinvestmentwillbecloseto100billionyuan.

La fuite nucléaire provoquée par le séisme au Japon suscitera sans aucun doute des inquiétudes nationales concernant la sécurité de l'énergie nucléaire.

En 2009, les réserves mondiales d'uranium étaient de 6,3 millions de tonnes. Les ressources mondiales d'uranium sont principalement réparties en Australie, au Kazakhstan, aux États-Unis, au Brésil, au Canada, en Afrique du Sud et dans d'autres pays, tandis que les mines d'uranium à haute teneur sont principalement situées au Canada.

En 2009, la production d'uranium naturel de mon pays était de près de 1 000 tonnes, et il avait besoin d'environ 1 600 tonnes d'uranium naturel. En 2010, mon pays avait besoin d'environ 1 900 tonnes d'uranium naturel.

Au fur et à mesure que la puissance nucléaire installée de mon pays augmente d'année en année, elle entraîne d'une part une nouvelle demande de matériaux en zirconium et, d'autre part, la demande de renouvellement des matériaux en zirconium augmente également chaque année.

En supposant que 15%desprojetsd'énergienucléaireavant2020utilisentdesréacteursrapides,selonlaconsommationdesodiumnucléairedesréacteursrapidestestsdemonpays(65MWconsommationde350tonnes),lesréacteursàneutronsrapidesdomestiquesproduirontprès de 56377tonnesdesodiumnucléairedemande,2011-2020,lademandemoyenneestde53,7tonnesdesodiumnucléaire.

Énergie nucléaire nationale

Chinaisincreasingitsenergystructureadjustmentefforts.Itisurgenttoactivelydevelopcleanandhigh-qualityenergysuchasnuclearpower, l'énergie éolienne, andhydropower.China'senergystructureisstilldominatedbycoal, andtheproportionofcleanandhigh-qualityenergyisrelativelylow.ThetotalinstalledcapacityofnuclearpowerplantscurrentlybuiltandunderconstructioninChinais8.7millionkilowatts.ItisestimatedthatChina'sinstallednuclearpowercapacitywillbeapproximately20millionkilowattsby2010andapproximately40millionkilowattsin2020.By2050, accordingtoestimatesbydifferentdepartments, China'snuclearpowerinstalledcapacitycanbedividedintothreeoptions: haut, mediumandlow: thehighoptionis360millionkilowatts (about30% ofChina'stotalinstalledpowercapacity), andthemediumoptionis240millionkilowatts (aboutItaccountsfor20 % de la capacité électrique totale installée de la Chine), et l'option la plus basse est de 120 millions de kilowatts (environ 10 % de la capacité électrique totale installée de la Chine).

La Commission nationale pour le développement et la réforme de la Chine élabore un plan pour le développement de l'industrie nucléaire chinoise.

Fromtheperspectiveofthegeneraltrendofnuclearpowerdevelopment, China'snuclearpowerdevelopmenttechnicalandstrategicrouteshavelongbeenclearandarebeingimplemented.Thecurrentdevelopmentofpressurizedwaterreactors, themedium-termdevelopmentoffastneutronreactors, andthelong-termdevelopmentoffusionreactors.Specifically, inthenearfuture, thedevelopmentofthermalneutronreactornuclearpowerplants, inordertomakefulluseofuraniumresources, adoptthetechnicalrouteofuranium-plutoniumcycle, developfastbreederreactornuclearpowerplantsinthemedium terme, developfusionreactornuclearpowerplantsinthelong terme, soastobasically "pour toujours" solveContradictioninenergydemand.

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