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Morera (aleación de uranio)

La morera es una aleación de uranio .

Se utiliza como aleación de uranio no corrosiva [1] o "inoxidable" [2] . [3] Se ha propuesto como material estructural para las carcasas del paquete de física en armas nucleares, incluidas las de Corea del Norte . [4]

La composición es una aleación ternaria , [5] [6] de 7,5% de niobio , 2,5% de circonio , 90% de uranio. [3]

El Mulberry fue desarrollado en la década de 1960 en UCRL . [6] [7] Las composiciones de aleación binaria se estudiaron primero para evitar los problemas mecánicos del uranio puro: corrosión, inestabilidad dimensional, incapacidad para mejorar sus propiedades mecánicas mediante tratamiento térmico. [8] Se encontró que las aleaciones de uranio-molibdeno eran susceptibles al agrietamiento por corrosión bajo tensión , las aleaciones de uranio-niobio eran débiles y las aleaciones de uranio-circonio eran frágiles. [8] A continuación, se estudiaron las aleaciones ternarias para tratar de evitar estos inconvenientes. Se encontró que el uranio-niobio-circonio era resistente a la corrosión y permitía el endurecimiento por envejecimiento , lo que podría aumentar su dureza de 110 a 270 ksi . [8] [9]

Se observaron múltiples fases cristalinas, con una temperatura crítica de 650 °C. Por encima de esta, la fase γ cúbica centrada en el cuerpo era estable. El enfriamiento con agua a temperatura ambiente produce una fase de transición γ s y con el envejecimiento esta se transforma en una fase γ o tetragonal . Un envejecimiento posterior produce una fase ɑ″ monoclínica que se observa metalográficamente como un patrón de Widmanstätten . [10] [11] Se ha estudiado la estructura cristalina de la aleación, particularmente la fase γ. [6] [7] [12] [13] Se han observado inclusiones de uranio dentro de la aleación aunque, a diferencia de las aleaciones binarias, no se observaron inclusiones ricas en niobio. [14] Los primeros estudios no estaban seguros de si se trataba de comportamientos inherentes o de artefactos de su procesamiento.

Referencias

  1. ^ Larson, DT (1971). "Oxidación de una aleación ternaria de uranio". Revista de ciencia y tecnología del vacío . 8 (1): 80. Bibcode :1971JVST....8...80L. doi : 10.1116/1.1316361 .
  2. ^ Henry, Charles R. (26 de febrero de 1965). Plutonio y uranio como materiales de ingeniería (informe). Laboratorio de Radiación de la Universidad de California, Lawrence . págs. 7–8. doi : 10.2172/4546042 . Contrato AEC n.º W-7405-eng-48. Archivado desde el original el 22 de julio de 2022. Consultado el 18 de noviembre de 2017 .
  3. ^ ab "Corea del Norte negocia con diplomacia nuclear" (PDF) . Jane's . p. 10. Archivado (PDF) desde el original el 25 de octubre de 2017 . Consultado el 18 de noviembre de 2017 .
  4. ^ Jane's, Corea del Norte, pág. 9.
  5. ^ Williams, RO (junio de 1979). "Estabilidad de la fase gamma cúbica centrada en el cuerpo en el sistema uranio-circonio-niobio". J. Nucl. Mater. 82 (1): 184–192. Bibcode :1979JNuM...82..184W. doi :10.1016/0022-3115(79)90052-7.
  6. ^ abc Vandervoort, RR; Peterson, CAW (1964). Propiedades mecánicas de algunas aleaciones de uranio (informe). UCRL . doi :10.2172/4560786. UCRL-7771. Archivado desde el original el 2017-12-01 . Consultado el 2017-11-18 .
  7. ^ ab Vandervoort, RR; Peterson, CAW (1964). Propiedades de una aleación de base de uranio en fase gamma metaestable: U-7,5 Nb 2,5 Zr (informe). UCRL . UCRL-7869. Archivado desde el original el 2017-12-01 . Consultado el 2017-11-18 .
  8. ^ abc Hoge, KG; Kuhn, BA; Reshenk, VL (1973). Comportamiento de flujo del uranio de morera (PDF) (Informe). Vol. 4. California Univ., Livermore (EE. UU.). Lawrence Livermore Lab. UCRL-51346. Archivado (PDF) desde el original el 2017-12-01 . Consultado el 2017-11-18 .
  9. ^ Erickson, WC; Jaynes, GE; Sandstrcsn, DJ; Seegmiller, R.; Taub, JM (septiembre de 1972). Evaluation of Uranium Alloys (Informe). LASL . págs. 8–13. Archivado desde el original el 2017-12-01 . Consultado el 2022-07-22 .
  10. ^ Dean, CW (24 de octubre de 1969). Un estudio del comportamiento de la transformación tiempo-temperatura de una aleación de uranio=7,5 por ciento en peso de niobio-2,5 por ciento en peso de circonio (PDF) (Informe). Union Carbide Corporation, Planta Y-12 , Laboratorio Nacional de Oak Ridge . Informe de Oak Ridge Y-1694. Archivado (PDF) del original el 24 de julio de 2018. Consultado el 18 de noviembre de 2017 .
  11. ^ Vandermeer, RA (1973). Observaciones recientes de transformaciones de fase en una aleación U-Nb-Zr (informe). División de Metales y Cerámicas, Laboratorio Nacional de Oak Ridge . Archivado desde el original el 2022-07-22 . Consultado el 2017-11-18 .
  12. ^ Abey, AE; Joslyn, ED (abril de 1972). "Las constantes elásticas de uranio-7,5% niobio-2,5% zirconio en función de la presión". J. Less Common Met. 27 (1): 9–15. doi :10.1016/0022-5088(72)90099-9.
  13. ^ Lopes, Denise Adorno; Restivo, Thomaz Augusto Guisard; de Lima, Nelson Batista; Padilha, Ángelo Fernando (2014). "Homogeneización y textura en fase gamma en aleación U – 7,5Nb – 2,5Zr (morera)". Revista de materiales nucleares . 449, números 1 a 3, junio de 2014, páginas 23 a 30 (1 a 3): 23 a 30. Código Bib : 2014JNuM..449...23L. doi :10.1016/j.jnucmat.2014.02.030.
  14. ^ Gareth Thomas; Richard M. Fulrath; Robert M. Fisher, eds. (1972). Microscopía electrónica y estructura de materiales. University of California Press. págs. 340–345. ISBN 0520021142Archivado desde el original el 22 de julio de 2022. Consultado el 30 de septiembre de 2020 .