跳到主要內容
訪客人次:351400
:::
訪客人次:351400
:::
:::

捷克理工大學CIIRC 與捷克科學院物理所抗腐蝕專利可用於核電廠 8-3-2021

 

繼獲得歐洲專利(2020年4月)後,捷克技術大學捷克信息學,機器人技術和控制論研究所(CIIRC Č VUT)和捷克科學院物理研究所(FZU AVČR)的科學家又獲得了美國同意給於此項技術專利。此項發明專利將可以使得該技術進入世界上最大的核子反應市場。在美國所有的94個核子反應爐中,都可以使用此種專利技術以確保燃料電池表面不受腐蝕,該方法將可以延長核子燃料棒在緊急情況和標準操作條件下的使用期限。

Radek Škoda,Jan Škarohlíd(當時為捷克技術大學機械工程學院)和Irena Kratochvílová,František Fendrych和Andy Taylor(AV CR物理研究所)已於2015在捷克申請了創新解決方案的專利。

該技術是在燃料棒表面覆蓋一層薄的多晶金剛石層。金剛石奈米晶體的薄層顯著降低了核反應中鋯基質腐蝕達百分之十以上。多晶金剛石塗層的明顯抗腐蝕作用,除了限制金屬基材與環境的直接接觸外,碳還隨著溫度的升高而從金剛石層滲入基材,並改變其物理和化學性質。這就減少了鋯腐蝕和水滲透的可能性。該技術可在標準溫度和緊急溫度下達成保護。

福島核事故是該項發明的靈感來源。研究團隊與美國公司Westinghouse合作,申請了捷克TA CR經費進行了進一步的研究和廣泛的測試。研究人員於2016年申請了美國專利,並於2021年2月獲得了美國專利局(USPTO)的確認。

“美國是核燃料市場最大的國家,因為它生產世界上約30%的核電”,並且該國擁有世界上最大的核反應器。”教授Radek Škoda是該專利的作者之一,在CIIRC ČVUT工作。 „獲得美國專利對我們來說是一個重要的里程碑。這也使我們有機會在這個重要市場中應用我們的專利解決方案。 „

美國現在有94座核反應器(還有2座在興建中)運行中,總發電量接近100,000 MWe。所有這些核反應堆都是所謂的輕水反應堆,因此該項技術擁有相當大的潛力可以有效改善使用效率。

該研究的主要目的是減少或防止溫度超過800°C的緊急情況下鋯的高溫氧化。在這種放熱反應中,除了釋放出大量的熱量,還會釋放出氫氣,氫氣有可能會產造爆炸進一步腐蝕鋯。造成燃料棒破裂並將放射性物質釋放到一次迴路中。熱量的釋放還使鐵心的冷卻複雜化,並增強了鋯合金高溫氧化的進一步過程。根據該專利,通過用由多晶金剛石層組成的保護層覆蓋核燃料的外表面,可以減少鋯合金的這種腐蝕。

進一步的研究證實,即使在反應器工作溫度下,該技術也具有巨大潛力,從而延長了燃料的使用壽命,多晶金剛石層可以避免表面腐蝕和燃燒不充分所造成的破壞,因此降低了反應器中燃料棒可能因高溫操作造成的衝擊。

 

https://www.ciirc.cvut.cz/americky-patent/

更新日期 : 2021/03/11