{"id":33991,"date":"2013-07-26T19:51:53","date_gmt":"2013-07-26T16:51:53","guid":{"rendered":"http:\/\/www.fyysika.ee\/uudised\/?p=33991"},"modified":"2013-07-26T20:00:47","modified_gmt":"2013-07-26T17:00:47","slug":"parem-varjestusmaterjal-ja-ohutumad-tuumajaamad","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.fyysika.ee\/?p=33991","title":{"rendered":"Parem varjestusmaterjal ja ohutumad tuumajaamad"},"content":{"rendered":"

P\u00e4rast 2011. aastal Jaapanis toimunud Richteri skaala 9.0 palli tugevust maav\u00e4rinat suleti radioaktiivse lekke t\u00f5ttu osaliselt Fukushima Daiichi tuumaelektrijaam. Jaama elektris\u00fcsteeme ning jahutusvee ringlust toitma pidanud abigeneraatorid hakkasid k\u00fcll t\u00f6\u00f6le, ent seiskusid peatselt, sest tsunami tulvavesi ujutas need \u00fcle. Vallandus s\u00fcndmusteahel, mis p\u00e4\u00e4dis v\u00f5imsate vesinikgaasi plahvatustega. Plahvatused l\u00f5hkusid hoonet ning paiskasid atmosf\u00e4\u00e4ri suurtes kogustes radioaktiivset ainet.<\/strong><\/p>\n

\"\"<\/a>

Sinakas Chernenkovi kiirgus Idaho Rahvuslikus Katsereaktoris. Allikas: Wikipedia.<\/p><\/div>\n

Vesinik tekkis aurustunud jahutusvee ning \u00fclekuumenenud tuumk\u00fctuse vardaid katva tsirkoonsulami reaktsioonist. Tsirkoonsulamit kasutatakse k\u00f5ikides vesijahutusega reaktorites. Need aga moodustavad maailma tuumajaamadest \u00fcle 90 %. Kui tsirkoonsulamit piisavalt kuumutada, hakkab see veeauruga reageerima. Vabanev vesinik muutub \u00f5huga segunedes ohtlikuks paukgaasiks. See stsenaarium \u00e4hvardab igat jahutusvedeliku kaoga seotud tuuma\u00f5nnetust.<\/p>\n

Sestap otsibki Ameerika Massacusettsi Tehnikainstituudi MIT <\/em>t\u00f6\u00f6r\u00fchm alternatiivset k\u00fctusevarraste katmise tehnoloogiat. Esialgsed tulemused n\u00e4itavad, et t\u00f6\u00f6r\u00fchma pakutud uus varjestusmaterjal vallandab aurureaktsioonis kuni tuhat korda v\u00e4hem vesinikku. Keraamilise r\u00e4nikarbiidiga tehtud katsetusi kirjeldav artikkel ilmub peatselt teadusajakirjas Nuclear Technology<\/em>.<\/p>\n

\u201eEnne, kui vahetame varraste metallkatte keraamika vastu tuleb sooritada p\u00f5hjalikud katsed,\u201c \u00fctles MIT<\/em> TEPCO tuumaenergeetika professor Mujid Kazimi, kes on \u00fchtlasi artikli esiautor. K\u00fctusevardad on t\u00f6\u00f6ts\u00fckli jooksul \u00e4\u00e4rmuslikus keskkonnas. Neid v\u00e4isavad tuumareaktsioonidest lenduvad neutronid, suur kuumus ning aur.<\/p>\n

R\u00e4nikarbiidi kasutamist on soovitanud teisedki laborid, ent simulatsioonide ning materjali testimiseni ei j\u00f5utud. MIT<\/em> t\u00f6\u00f6r\u00fchm tegi selles vallas esimesed sammud. Kazim katsetas r\u00e4nikarbiidi nii normaal- kui \u00e4\u00e4rmustingimustes. N\u00e4iteks matkiti varraste t\u00f6\u00f6keskkonda temperatuurivahemikus 300 – 1500 kraadi Celsiuse j\u00e4rgi.<\/p>\n

Tuumaelektrijaama k\u00fctusevarrastes on sadu v\u00e4ikseid rikastatud uraani kapsleid. Vardad on valmistatud tsirkooniumsulamist, mille sisel\u00e4bim\u00f5\u00f5t on ligikaudu 1,27 cm. Toru\u00f5\u00f5nsus t\u00e4idetakse heeliumgaasiga, mis parandab aktiivk\u00fctuse ning kaitseseina vahelist soojus\u00fclekannet. Kattevardaid uhab v\u00e4liselt jahutusvesi. Reaktorisse langetatakse tsirkoonsulami varraste kobarad. Reaktsioonist vallandunud soojus ajab reaktsioonikatla aurama, aur aga juhitakse turbiini, mis toodab elektrit.<\/p>\n

MIT<\/em> t\u00f6\u00f6r\u00fchm valmistas reaktori normaaltingimuste jaoks kolmekihilise varjestustoru. Selle keskmine kiht tehti r\u00e4nikarbiid-fiiberv\u00f5rgust. Torud sisestati MIT<\/em> katsereaktori voolus\u00f5lmedesse, mis matkisid suure tuumajaama jahutusvee temperatuuri ning selle keemilist keskkonda.<\/p>\n

Kiiritusaparaadi modelleerisid MIT<\/em> teadlased David Carpenter ning Gordon Kohse. Kiirituse m\u00f5jusid uuris magistrant John Stempien. Uue kattematerjali tugevus mehaanilistel katsetel ei v\u00e4henenud.<\/p>\n

T\u00f6\u00f6r\u00fchma liikmed Youo Lee ning Tom McKrell sooritasid r\u00e4nikarbiidiga k\u00f5rgtemperatuursed oks\u00fcdatsioonikatsed. \u00c4\u00e4rmuslikel, \u00f5nnetusj\u00e4rgsetel tingimustel leiti, et r\u00e4nikarbiidi korrosiooni kiirus oli 100 kuni 1000 korda v\u00e4iksem kui tsirkoonsulamil. Tsirkoonsulam kaotab kasvava temperatuuriga keskkonnas iga 10 o<\/sup>C sammuga oma tugevusest 2 % ning puruneb temperatuuril 1300 o<\/sup>C. Stempieni s\u00f5nul p\u00fcsib r\u00e4nikarbiid tugev enam kui 1500 o<\/sup>C temperatuuril.<\/p>\n

\u201eR\u00e4nikarbiidi kasutegurid on enamad, kui parem kaitse \u00f5nnetusjuhtumi puhul,\u201c seletas Kazimi. R\u00e4nikarbiid reageerib veega aeglaselt ning laguneb aeglaselt. Seet\u00f5ttu saab seda kauem reaktoris hoida, mist\u00f5ttu saab k\u00fctusevarrastest rohkem energiat. K\u00fctusevardad vahetatakse tavaliselt v\u00e4lja iga nelja v\u00f5i viie aasta j\u00e4rel. Seejuures pigem kaitsetoru praakumise, mitte k\u00fctuse l\u00f5ppemise p\u00e4rast. See aga t\u00e4hendab v\u00e4hem ohtlikke j\u00e4\u00e4tmeid.<\/p>\n

Ent hulk katseid seisab veel ees. Tsirkooniumsulamist toru otsi saab keevitamisega korkida, keraamilise toru otsi aga mitte. Seega tuleb leida sobiv korkide sidumisvahend. Seejuures on oluline, et liides peaks reaktori keskkonnas vastu. \u201eMetallosiste sidumise teadus on igatahes oluliselt enam arenenud,\u201c v\u00e4ljendas Kazimi. Veel on vaja leida torude optimaalne paksus, et saavutada parim tasakaal mehaanilise vastupidavuse ja soojus\u00fclekande vahel.<\/p>\n

Allikas: ScienceDaily<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

P\u00e4rast 2011. aastal Jaapanis toimunud Richteri skaala 9.0 palli tugevust maav\u00e4rinat suleti radioaktiivse lekke t\u00f5ttu osaliselt Fukushima Daiichi tuumaelektrijaam. Jaama elektris\u00fcsteeme ning jahutusvee ringlust toitma pidanud abigeneraatorid hakkasid k\u00fcll t\u00f6\u00f6le, ent seiskusid peatselt, sest tsunami tulvavesi ujutas need \u00fcle. Vallandus s\u00fcndmusteahel, mis p\u00e4\u00e4dis v\u00f5imsate vesinikgaasi plahvatustega. Plahvatused l\u00f5hkusid hoonet ning paiskasid atmosf\u00e4\u00e4ri suurtes kogustes radioaktiivset […]<\/p>\n","protected":false},"author":449,"featured_media":33992,"comment_status":"open","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_genesis_hide_title":false,"_genesis_hide_breadcrumbs":false,"_genesis_hide_singular_image":false,"_genesis_hide_footer_widgets":false,"_genesis_custom_body_class":"","_genesis_custom_post_class":"","_genesis_layout":"","footnotes":""},"categories":[16],"tags":[110],"class_list":{"0":"post-33991","1":"post","2":"type-post","3":"status-publish","4":"format-standard","5":"has-post-thumbnail","7":"category-teadusuudis","8":"tag-materjal","9":"entry"},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/33991","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/449"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=33991"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/33991\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/media\/33992"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=33991"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcategories&post=33991"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Ftags&post=33991"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}