Magnetiska material för kärntekniska tillämpningar

Publicerad: 2023-03-15 10:18:24 • Daniel Gårdefelt

Magneter är viktiga inom många områden, inklusive kärnkraftsindustrin. Magnetiska material fyller många funktioner i kärnkraftstillämpningar, inklusive strålningsskärmning, kontrollsystem och kraftgenerering. Med sin överlägsna styrka, stabilitet och livslängd är magnetiska material en perfekt passform för användning i kärnkraftsmiljöer. Idag ska vi titta på det dem olika magnetmaterialen och vad de bidrar till inom kärnteknik.

Många tror att fusionsenergi kommer att ersätta mycket av framtidens kärnkraft och kolkraftverk. Läs mer om detta här: blogg-inlägg 2023-01-16 Fusionsenergi.

Ferrit
Ett keramiskt material med magnetiska egenskaper, ferrit är kända som en ferroceriumoxid. Eftersom ferrit har så stor strålningsmotstånd, hög magnetisk permeabilitet och låg virvelströmsförlust så finns det omfattande användning i kärntekniska tillämpningar. Strålningsavskärmning och styrstavskomponenter är två av de många användningsområdena för ferrit i kärnkraftverk. Både magnetfältssensorer och kraftproducerande system drar nytta av deras egenskaper.

Nickel Järn Bor Neodym (NdFeB)
När det kommer till magnetism är NdFeB ett av de sällsynta jordartselementen som sticker ut. På grund av sin höga magnetiska grad och höga stabilitet används neodym ofta i kärntekniska tillämpningar. Magnetiska levitationsapplikationer, som använder magneter för att repellera/sväva och flytta saker utan att röra dem, förlitar sig på NdFeB i kärnkraftverk. Sensorer och styrsystem nyttjar också NdFeB-magneter.

Samarium och kobolt (SmCo)
De magnetiska egenskaperna hos SmCo, liksom hos andra sällsynta jordartsmagneter, är exceptionella. På grund av sin höga temperatur-stabilitet och utmärkta strålningsbeständighet används SmCo ofta i kärntekniska tillämpningar. I kärnkraftsanläggningar används SmCo-magneter för styrstavar, magnetiska kullager, sensorer och kraftgenereringssystem.

Alnico
Starka magnetiska egenskaper kan hittas i Alnico, en aluminium-, nickel- och koboltlegering. På grund av Alnicos extrema hållbarhet används den ofta i kärnkraftsapplikationer. Alnico-magneter används som styrstavar i kärnreaktorer och i magnetiska sensorer, kraftgenereringssystem och magnetiska kullager i kärnkraftverk.

Mjuka magnetmaterial
Transformator- och induktormagnetiska kärnor gjorda av mjuka magnetiska material har breddat sin användning i kärntekniska tillämpningar. Med lätthet kan dessa material magnetiseras och avmagnetiseras och detta är ett resultat av deras låga magnetiska koercitivitet. I kärntekniska tillämpningar används vanligtvis mjuka magnetiska material som järn, nickel och kobolt.

Sammanfattningsvis
Magnetiska material är avgörande för framgången för kärntekniska tillämpningar som strålskärmning, kontrollsystem och kraftgenerering. På grund av deras strålningsmotstånd, höga magnetiska permeabilitet och höga temperaturstabilitet används magnetiska material såsom ferriter, NdFeB, SmCo, alnico och mjuka magnetiska material i stor utsträckning i kärntekniska tillämpningar. Magnetiska material förväntas spela en större roll i skapandet av säkrare, mer miljövänlig kärnkraftsteknik när tekniken förbättras.