Materials Issues for Generation IV Systems: Status, Open Questions and Challenges

گرمایش جهانی، کمبود منابع نفتی ارزان قیمت و تقاضای فزاینده برای انرژی در حال حاضر توسعه اقتصادی جهان را کنترل می‌کند در حالی که اغلب با تمایلات برای توسعه پایدار و صلح‌آمیز مخالف است. در این زمینه، انرژی اتمی به طور رضایت بخشی معیارهای تولید گاز کربن پایین و بازده کلی بالا را برآورده می کند. با این حال، در غیاب تولیدکنندگان سریع صنعتی، استفاده از سوخت هسته‌ای بهینه نیست و تولید مواد زائد با فعالیت بالا حداکثر است. اینها دلایل اصلی توسعه نسل چهارم راکتورهای هسته‌ای جدید هستند که اثرات جانبی نامطلوب فناوری فعلی تولید انرژی هسته‌ای را به حداقل می‌رسانند و در عین حال با افزایش دمای عملیاتی راندمان را افزایش می‌دهند و راه را برای تولید صنعتی هیدروژن از طریق تجزیه باز می‌کنند. آب.

ساخت و استفاده از چنین راکتورهایی توسط عوامل متعددی از جمله محدودیت‌های عملکردی مواد ساختاری شناخته‌شده مانع می‌شود، به ویژه اگر عمر سیستم‌های پیش‌بینی‌شده در دوره‌های لازم برای دستیابی به هزینه‌های پایین طولانی شود. (حداقل 60 سال).

این کتاب سخنرانی ها و سمینارهای ارائه شده در ناتو ASI را که در پاییز 2007 در موسسه علمی در کارگز، فرانسه برگزار شد، گردآوری می کند. هدف رویکرد اتخاذ شده بهبود و هماهنگی دانش پایه در علم و مهندسی مواد با حوزه های خاصی از فیزیک ماده متراکم، فیزیک برهمکنش ذره/ماده و آسیب تشعشع است. اعتقاد ما بر این است که این روش به طور اساسی توسعه و تولید صنعتی مواد ساختاری جدید را که قادر به مقابله با الزامات این راکتورهای آینده هستند، مشروط می‌کند.

Global warming, shortage of low-cost oil resources and the increasing demand for energy are currently controlling the world's economic expansion while often opposing desires for sustainable and peaceful development. In this context, atomic energy satisfactorily fulfills the criteria of low carbon gas production and high overall yield. However, in the absence of industrial fast-breeders the use of nuclear fuel is not optimal, and the production of high activity waste materials is at a maximum. These are the principal reasons for the development of a new, fourth generation of nuclear reactors, minimizing the undesirable side-effects of current nuclear energy production technology while increasing yields by increasing operation temperatures and opening the way for the industrial production of hydrogen through the decomposition of water.

The construction and use of such reactors is hindered by several factors, including performance limitations of known structural materials, particularly if the life of the projected systems had to extend over the periods necessary to achieve low costs (at least 60 years).

This book collects lectures and seminars presented at the homonymous NATO ASI held in autumn 2007 at the Institut d’Etudes Scientifiques in Cargèse, France. The adopted approach aims at improving and coordinating basic knowledge in materials science and engineering with specific areas of condensed matter physics, the physics of particle/matter interaction and of radiation damage. It is our belief that this methodology is crucially conditioning the development and the industrial production of new structural materials capable of coping with the requirements of these future reactors.