CERMETS

Summary

El Centro de Investigación Nuclear Espacial ha desarrollado un proceso innovador de encapsulación de combustible nuclear y radioisótopos dentro de matrices de carburo de tungsteno y metal, conocido como CERMETS. Este método, SPS, ofrece seguridad y eficiencia sobre las tecnologías tradicionales. El proceso incluye la fabricación de moldes, mezcla de tungsteno y compuestos cerámicos, presión y calentamiento controlados, y posterior enfriamiento y inspección. Permite la consolidación de materiales a alta densidad a bajas temperaturas, con aplicaciones en seguridad nuclear y operaciones de alta seguridad.

Takeaways

• 🔬 El proceso de encapsulación de combustible nuclear se desarrolla en el Centro de Investigación Nuclear Espacial.
• 🔩 Se utiliza una mezcla de tungsteno y compuestos cerámicos de materiales nucleares, conocida como CERMETS.
• 🔧 El proceso de centrado por plasma (SPS) ofrece ventajas en seguridad y seguridad operativa sobre las tecnologías tradicionales.
• 📏 La forma de la pasta conductora electrónica determina la forma final del producto cerámico.
• ⚙️ Los CERMETS se componen de una mezcla de polvo de tungsteno con compuestos cerámicos de materiales nucleares.
• 🔄 La relación de la mezcla afecta el rendimiento operativo del producto.
• 🌡️ El proceso se lleva a cabo a bajas temperaturas, significativamente por debajo de los puntos de fusión de los materiales.
• 💧 Se utiliza un termómetro óptico para controlar la temperatura durante el proceso.
• 🛠️ El proceso implica la aplicación de presión y seguimiento de un perfil de temperatura estricto.
• 🧊 Una vez concluido el proceso, el molde se enfría para poder ser retirado y devuelto al ambiente inerte.
• ✅ Los CERMETS pueden ser inspeccionados y, si es necesario, se pueden transferir a un molde secundario para aplicar una cubierta adicional.

Q & A

¿Qué es el Centro para la Investigación Nuclear Espacial y qué es lo que pionea y desarrolla?

El Centro para la Investigación Nuclear Espacial pionea y desarrolla tecnologías de encapsulación de combustible nuclear y radioisótopos dentro de matrices metálicas de tungsteno y cerámica, conocidas como CERMETS.

¿Qué es el proceso de centrado por plasma (SPS) y qué ventajas ofrece sobre las tecnologías de encapsulación tradicionales?

El proceso de centrado por plasma (SPS) ofrece muchas ventajas en seguridad y operatividad sobre las tecnologías de encapsulación tradicionales, como una mayor seguridad operativa y seguridad.

¿Qué material se utiliza comúnmente para la fabricación de la pasta (dye) y cuál es su función?

El grafito es el material más comúnmente utilizado para la fabricación de la pasta, y su función es proporcionar la geometría que resultará en la forma final del producto cerámico terminado.

¿Cuál es la composición de los CERMETS y cómo afecta esta relación la performance operativa del producto?

Los CERMETS están compuestos de una mezcla de polvo de tungsteno con compuestos cerámicos de materiales nucleares. La relación de esta mezcla influye directamente en el rendimiento operativo del producto.

¿Cuál es el propósito de utilizar dióxido de cerio como sustituto para materiales nucleares como el dióxido de uranio?

El dióxido de cerio se utiliza como sustituto para simular materiales nucleares como el dióxido de uranio para facilitar la investigación y desarrollo sin manejar materiales altamente radiactivos.

¿Cómo se prepara la pasta para el proceso de SPS y qué es el propósito del aceite gráfico?

La pasta se prepara vertiendo el polvo mezclado en una molde recubierto con aceite gráfico, que actúa como un lubricante para facilitar la liberación del producto final.

¿Qué es la función de los puñados (punches) en el proceso de SPS y cómo se aplican?

Los puñados proporcionan un buen contacto eléctrico entre el horno de SPS y los materiales pulverizados, y se utilizan para transferir la presión mecánica aplicada mediante cilindros hidráulicos dentro del horno.

¿Cómo se calienta y presiona la pasta durante el proceso de SPS, y cuál es la temperatura típica utilizada?

Durante el proceso de SPS, la pasta se calienta y se presiona mediante un sistema de control automático que sigue un perfil de temperatura estricto. La consolidación de los materiales pulverizados se logra a temperaturas significativamente más bajas que sus puntos de fusión, con ejemplos de centrado a solo 1400 grados Celsius.

¿Cómo se enfría la pasta una vez que se completa el proceso de SPS?

Una vez que se completa el proceso, la pasta se enfría mediante un sistema de enfriamiento de agua para poder ser retirada manualmente del horno.

¿Qué ocurre con el producto CERMETS después de ser inspeccionado en el ambiente inerte?

Después de la inspección, los CERMETS pueden ser transferidos a un segundo molde o pueden recibir una chapa de acoplamiento secundaria para crear elementos de la longitud deseada.

¿Qué características únicas pueden producirse durante el proceso de SPS y cómo?

Características únicas como los canales de flujo mostrados en el ejemplo pueden producirse durante el proceso de SPS, gracias al diseño cuidadoso del molde.