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Mittwoch, 16. März 2011, 09:39

Spritzschichten für Probleme der Energieerzeugung

Liebe Forums-Nutzer,

an dieser Stelle sollen Informationen und Erfahrungen dazu gesammelt werden, wie Spritzschichten für die Lösung der Probleme der Energieerzeugung genutzt werden können.
Wir sammeln Beiträge zu den Themen:

- Spritzschichten zum Schutz gegen radioaktive Strahlung (Neutronenfänger)
- Spritzschichten für Brennstoffzellen
- Spritzschichten für die Biomasse-Verbrennung
- Spritzschichten zum maritimen Korrosionsschutz an Windkraftanlagen
- usw.

Es wäre sehr schön, wenn sich Erfahrungsträger zu Wort melden und unserer Technologie auf dem Weg in ein neues Zeitalter nicht vergessen wird!
Christian Rupprecht

Marco der Panda

Interessierter Nutzer

Beiträge: 7

Geburtstag: 6. November 1974 (43)

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Beruf: Anwendungstechniker Plasmaspritzen

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2

Donnerstag, 7. April 2011, 13:47

Hallo Forenuser,


als begeisterter Plasmasbeschichter möchte ich mich gern integrieren und gemeinsam mit Euch an Lösungen arbeiten..


Fragestellung : Spritzschichten zum Schutz gegen radioaktive Strahlung (Neutronenfänger)

Als neutronenabsorbierendes Material würde sich Blei, alternativ Zinn anbieten.

Alle Materialien könnten mittels Flamm- oder Plasmaspritzen auf die zu Behandelnden Bauteile aufgetragen werden.

„Eine weitere Alternative für die Herstellung Neutronen absorbierenden Bauteile sind Absorbierschichten aus Borkarbid mit Silikonbindung. Sie enthalten jedoch organische Bestandteile, die sich in einem Strahlungsfeld zersetzen. Durch diese
fehlende Stabilität sind Absorbierschichten aus Borkarbid mit Silikonbindung daher zur Absorption von Neutronen, bei der sie
zwangsläufig hohen Dosen radioaktiver Strahlung ausgesetzt sind, nur sehr bedingt einsetzbar allerdings in verschiedensten Schichtdicken herstellbar.“

Quelle:http://www.patent-de.com/20060810/DE102004035597B4.html


Borkarbid wurde in unserem Haus schon verarbeitet und wird in unserer Anlage (APS) für die Halbleiterindustrie verwendet um Prozesskammern innenseitig zu beschichten.

Mit Blei oder Zinne habe ich auch noch keine Erfahrungen gemacht.

Plasmatron

Interessierter Nutzer

3

Donnerstag, 7. April 2011, 14:24

Informationen zum Thema Radioaktivität

Hallo Marco,

schön, dass Du im Forum dabei bist. Interessantes Patent. Aber ich frage mich, wie hoch letztlich der Borgehalt in einem Stoff sein muss, damit er effektiv abschirmt. Leider habe ich noch keine passende Überischt zu dem Thema gefunden. Wenn man sich die Aktionen in Fukushima anschaut, stellen sich mehr Fragen, als sich Antworten ergeben. Jetzt war die Rede davon, dass Kühlwasser mit Borpartikeln anzureichern. Ob damit schon eine ausreichende Verbesserung erzielt wird, ...wer weiß? Aber wenn dem so ist, sollten sicher auch hochborhaltige Verbindungen funktionieren, die beim thermischen Spritzen schon bekannt sind. Bspw. FeCrB, als amorph erstarrende Eisenbasislegierung schon lange Stand der Technik, NiCrBSi-Verbindungen mit hohen Borgehalten oder vielleicht auch Cermets auf Basis von Chromdiborid.

Wahrscheinlich zählt am Ende der Preis und die Verfügbarkeit. Da ist Borcarbid vielleicht nicht so günstig wie FeCrB Legierungen. Was ist Deine Meinung?

Und noch eine Frage an Dich: Ist Zinn wirklich so gut geeignet?

An alle anderen Nutzer, die sich in Sachen Zerfallsprozesse etwas aufschlauen möchten...ich habe beim Googeln eine schöne Infotafel gefunden:

http://www.pse118-online.de/Zusatzinfos/…oaktivitaet.htm

Marco der Panda

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4

Donnerstag, 7. April 2011, 19:09

Hallo Plasmatron,

einerseits bin ich kein Chemiker sondern nur Anwendungstechniker.

Allerdings reicht es mir nicht zu wissen das etwas funktioniert, vielmehr möchte ich auch den Dingen auf den Grund gehen und verstehen
warum etwas so ist wie es ist.
Soll bedeuten dass vielleicht die eine oder andere Aussagenicht immer dem entsprechen muss was chemikalisch richtig ist, sondern auf
einer Annahme beruht. Selbstverständlich bin ich für jede Kritik, Verbesserung und Wegweisung dankbar.

Die Chemie ist ein Interessantes Thema und ich könnte mich stundenlang damit beschäftigen (zum Leid meiner Verlobten).

Borcarbid ist ja eine Bor-Kohlenstoffverbindung. Der Borgehalt sollte aber trotzdem sehr hoch sein.
Wie hoch der Borgehalt für eine neutronenreduzierende Wirkung sein muss kann ich bisweilen auch noch nicht beantworten aber diese Fragen stehen auf meiner Nachfragliste, das Ergebnis wird umgehend ins Forum gestellt.

Borcarbid als Spritzpulver ist jedenfalls relativ einfach zu beziehen und auch vom Preis her nicht im oberen Preissegment der Spritzpulver. Auch
hier werde ich in den Unterlagen mal sehen wo man sich dort befindet.
Die Verfügbarkeit ist gut und auch bei vielen Spritzpulverherstellern im Programm.

Zum Thema Fukushima :

Da dreht es sich meiner Auffassung nach doch „nur“ um Schadensbegrenzung. Es kann nicht schaden den Reaktor mit Borwasser oder
vielleicht sogar Borsäure zu kühlen. Kernreaktionen sind Kettenreaktionen. Beim Zerfall eines Atomkerns wird ein Neutron ausgesendet, das dann wiederum einen anderen Kern zum Zerfall anregt. Wenn man diese Neutronen abfängt, dann verlangsamt sich die Kettenreaktion.

Eines der Bor-Isotope, 10-Bor, ist ein sehr guter Neutronenfänger. Nach der Aufnahme eines Neutrons zerfällt das Bor dann in Lithium und Helium aber ohne dabei wiederum ein Neutron auszusenden. Das gefangene Neutron fehlt also in der Bilanz und die Kettenreaktion kann bezüglich dieses Neutrons nicht mehr stattfinden, sondern wurde unterbrochen.

FeCrB, NiCrBSi-Verbindungen und Chromdiborid sind dagegen als Spritzschicht nur hilfreich für Anlagen die in Betrieb sind um dort ein Ausbreiten von Strahlung zu verhindern, z.B. inMaschinenräumen oder anderen konterminations gefährdeten Bereichen (wenn man von einer Sarkophag-Lösung wie in Tschernobyl absieht, also beschichtete Platten zum Einhausen eines havarierten Reaktors)

… oder mache ich gerade einen Denkfehler ?

Dieser Beitrag wurde bereits 1 mal editiert, zuletzt von »Marco der Panda« (7. April 2011, 19:15)


Plasmatron

Interessierter Nutzer

5

Freitag, 8. April 2011, 08:32

Schutzschichten gegen Strahlung

Hallo Marco,

ja, je nach Absorptionsvermögen sind die Werkstoffe sicher an verschiedenen Stellen einsetzbar. Wenn man sich die mechanischen Eigenschaften von B4C anschaut, ist der Werkstoff auch so schon sehr interessant (3000-4000HV). Weißt Du ob es auch Cermets auf dieser Basis gibt? Blei (PbSbSn) habe ich jetzt bereits als Lagermetall als Spritzzusatz gefunden. Da wäre doch ein Verbundwerkstoff aus Pb-Matrix und B4C für Apsorption ein super Sache, oder? Wenn ich Zeit habe schaue ich mir mal die wichtigsten Zweistoffsysteme an, um rauszufinden welche Phasen beim Verarbeiten entstehen können. Und wenn es funktioniert, könnte man gleich einen Fülldraht auf Pb-Basis mit B4C Partikeln entwickeln...den kann man dann direkt in Fukushima auf der Baustelle verspritzen.

-> Auf der Suche nach Blei bin ich wieder auf den Hr. Schoop gestoßen, der hat auch schon Blei verspritzt. ...ein echter Vorreiter!

Viele Grüße

Marco der Panda

Interessierter Nutzer

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6

Freitag, 8. April 2011, 21:15

Soooo ... Antworten ...



Zinn deswegen weil es gut verfügbar ist und keine toxischen Eigenschaften hat.
Im Periodensystem steht Zinn über dem Blei, hat aber nur die hälfte der Atommasse. Aufgrund der hohen Dichte wäre Zinn trotzdem in der Lage
Gammastrahlung aufzufangen.

Weiterhin stellt sich mir die Frage der Anwendung:
Was soll Beschichtet werden und warum ?
Sollen Bauteile geschützt werden ?
Soll ein Reaktor vergiftet werden ?
... oder als Havarielösung nach einem Unfall ?

Außerdem kommt es auf die Art der Strahlung an ! Alpha-, Beta- oder Gammastrahlung ! Bei Alpha- und oder Betastrahlung reichen Folien die im Bereich von wenigen Zentimetern schon gute absorbierende Wirkung zeigen würden. Die Reichweite der Strahlung beträgt auch nur wenige Zentimeter.
Gammastrahlung hingegen ist aggressiver als Röntgenstrahlung!


Unser Borkarbidpulver B4C hat eine Reinheit von 99,9 %. Wenn man nun die Zusammensetzung betrachtet komme ich auf 4 Teile Bor und ein Teil
Kohlenstoff .

Welche Reinheit Bor haben muss um Absorbierend zu wirken konnte ich noch nicht in Erfahrung bringen. Grundsätzlich bin ich allerdings
der Auffassung dass dieses Spritzpulver, aufgetragen auf Steuerstäbe schon eine moderierende Wirkung haben könnte.

In Fukushima überlegte man den Reaktor mit flüssigem Zinn zu fluten um a die Neutronenzahl zu reduzieren und b durch die gute Wärmeleit- und
Abführfähigkeit den Reaktor zu beruhigen.

Plasmatron

Interessierter Nutzer

7

Dienstag, 12. April 2011, 09:20

Was beschichten und Warum?

..hatte an viele verschiedene Anwendungen gedacht. Erstmal Behälter zum Transport von radioaktivem Material. Ein Verbundwerkstoff, bspw. auf Basis von B4C + Edelstahl ist sicher schadenstoleranter, als ein reiner B4C Topf. Vielleicht sind auch beschichtete Textilien für Arbeiter in kontaminierten Bereichen denkbar. Spritzen auf Textilien wurde ja schon häufig, und zum Teil auch recht erfolgreich, praktiziert. Eine passgenaue Kleidung spart sicher viel Gewicht. (Wenn ich an die Bleischürzen beim Röntgen denke, kann man sich vorstellen, dass jeder cm² deutlich spürbar ist). Für welche Arten von Strahlung? -> Ich denke immer für alle drei Arten, siehe Fukushima Alpha (Uran und Plutonium), Beta (Iod usw.) und Gamma (Nebenprodukt beim Zerfall). Auch bei der Lagerung von Atommüll liegen Zerfallsprodukte und Ausgangsstoffe nebeneinander vor. ...insofern könnte man ja mal die rostigen Fässer in Asse mit der "neuen" Zinn/Blei/B4C-Mischung beschichten. (nicht ganz ernst gemeint)

Grüße