İyi performansa sahip bir mineral kaynağı olarak, siyah silisyum karbür performansına göre farklı alanlarda kullanılabilir ve nükleer güç alanında nasıl kullanılır? Uygulama işlevlerini daha iyi anlamak için nükleer güç alanındaki uygulamasını tanıtalım.
Siyah silisyum karbür, doğada moissanit olarak bilinen, güçlü kovalent ve karbon atomları ile silisyum atomlarından oluşan kovalent bir bileşik olan son derece nadir bir mineraldir, bu nedenle çok güçlü bir kararlılığa sahiptir. “Silisyum Karbür Malzemelerinin Nükleer Yakıt Elemanlarında Uygulanması”na göre, farklı istifleme sırasına göre 200’den fazla silisyum karbür çeşidi vardır. Bunlar arasında, yüz merkezli kübik yapıya sahip silisyum karbür, siyah silisyum karbürün ana kristal fazı olan β-silisyum karbürdür ve β-silisyum karbür 2100 °C’nin altında yüksek kararlılığa sahiptir.
β-silisyum karbür, kararlı kimyasal özellikler, yüksek ısıl iletkenlik, küçük ısıl genleşme katsayısı ve yüksek sertlik gibi birçok mükemmel özelliğe sahip olduğundan, malzeme işleme, elektronik, havacılık ve kimya endüstrisinde yaygın olarak kullanılmaktadır. “Silisyum Karbür Malzemelerinin Nükleer Yakıt Elemanlarında Uygulanması”na göre, siyah silisyum karbür ayrıca küçük nötron emilim kesiti, iyi ışınlama kararlılığı, düşük içsel aktivite ve bozunma ısısı özelliklerine sahiptir ve bu da onu nükleer reaktörler alanı için uygun hale getirir. Nükleer
enerji alanında, mevcut yerli yüksek sıcaklıklı gaz soğutmalı reaktör, tüm seramik küresel yakıt elemanlarının teknik yolunu benimser, yakıt elemanının çapı 1 mm’den küçüktür, küresel seramik nükleer yakıt çekirdeği, gevşek piroliz karbon tabakası, iç yoğun piroliz karbon tabakası, SiC tabakası ve dış yoğun piroliz karbon tabakasından oluşan grafit matrisinde dağılmıştır.
Siyah silisyum karbürün yüksek kararlılığı, yüksek sıcaklıklı gaz soğutmalı reaktörlerin içsel güvenliğinin garantilerinden biridir. Silisyum karbür malzemelerin nükleer yakıt elemanlarında uygulanmasına göre, 4 katmanlı kaplama yapısında önemli olan silisyum karbür tabakasıdır ve komple silisyum karbür tabakası gaz ve katı fisyon ürünlerinin çoğunu bloke edebilir ve kaplanmış yakıttaki gaz ürünlerinin iç basıncına dayanabilir, bu da yüksek sıcaklıktaki gaz soğutmalı reaktörlerin güvenliği için önemli bir garantidir. Ek olarak, silisyum karbür 2100 °C’nin altında güçlü bir stabiliteyi korur ve yüksek sıcaklıktaki gaz soğutmalı reaktör çekirdeğinin sıcaklığı 1620 °C’lik güvenlik sınırını aşmayacaktır, bu nedenle yakıt parçacıkları hiçbir şekilde yanmayacaktır, bu da temelde radyoaktif sızıntıyı önler. Ek olarak, erimiş tuz reaktörleri, gaz soğutmalı reaktörler ve yüksek sıcaklıktaki gaz soğutmalı reaktörlerdeki siyah silisyum karbür geniş uygulama beklentilerine sahiptir.
