Вертикальный ядерный дилатометр DIL L75: точный анализ термического расширения радиоактивных и коррозионно-активных материалов
Дилатометр DIL L75 Nuclear от LINSEIS разработан специально для исследований в области ядерной энергетики, где требуется высочайшая надёжность, безопасность и точность при работе с радиоактивными, токсичными и агрессивными материалами. Устройство соответствует строгим требованиям, предъявляемым к оборудованию для анализа образцов, используемых в реакторах нового поколения — таких как высокотемпературные газоохлаждаемые (VHTR), натриевые быстрые (SFR) и расплавосолевые (MSR) реакторы.
Особенность DIL L75 Nuclear заключается в его способности обеспечивать измерения в условиях, исключающих прямой контакт оператора с опасными веществами. Конструкция прибора позволяет управлять им дистанционно — из соседнего помещения, перчаточного бокса или вытяжного шкафа, что гарантирует безопасность персонала и соответствие нормам радиационной защиты.
Безопасность и адаптация под специальные условия
Для работы с радиоактивными образцами стандартные дилатометры непригодны. В DIL L75 Nuclear реализованы ключевые решения:
- Разделение механических и электронных компонентов — все чувствительные к радиации блоки могут быть вынесены за пределы зоны облучения;
- Корпус, устойчивый к коррозии — все детали, контактирующие с агрессивными средами, выполнены из инертных материалов;
- Упрощённый доступ к обслуживаемым узлам — замена печей, установка образцов и техническое обслуживание возможны без демонтажа всего прибора;
- Возможность эксплуатации внутри перчаточного бокса — компактная вертикальная конструкция легко интегрируется в существующие лабораторные системы безопасности.
Технологии измерения и уникальные функции
Прибор оснащён двумя основными системами регистрации изменения длины:
- LVDT (линейный переменный дифференциальный трансформатор) — классический контактный метод с диапазоном ±2500 мкм и регулируемым усилием от 10 мН до 1 Н;
- Оптический энкодер — бесконтактный метод с рекордным разрешением 0,01 мкм и расширенным диапазоном ±25 000 мкм, идеально подходящий для хрупких или сверхточных материалов.
Обе системы поддерживают автоматическое определение длины образца, модуляцию усилия и функцию «нулевого трения» (Zero Friction), что особенно важно при исследовании процессов спекания и материалов с ультранизким тепловым расширением (ULE).
Технические характеристики
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Модель | DIL L75 Vertical (Nuclear) |
| Температурный диапазон | От –263 °C до 2800 °C (в зависимости от конфигурации печи) |
| Система измерения (LVDT) | Диапазон: ±2500 мкм Усилие: 10 мН – 1 Н |
| Система измерения (оптический энкодер) | Разрешение: 0,01 мкм Диапазон: ±25 000 мкм Усилие: 10 мН – 5 Н |
| Габариты образца | Ø до 20 мм, длина до 50 мм, ширина до 20 мм (для крупных образцов доступна модификация DIL L75 Macro) |
| Атмосфера | Вакуум, инертная, окислительная, восстановительная |
| Газовая система | Ручная подача или масс-флоу контроллер (1–3+ газов) |
| Опции | Автоматическая откачка, система поглотителя кислорода (OGS), термостатизация измерительной головки, L-DTA (до 2000 °C), управление скоростью спекания (RCS) |
| Конфигурация печей | До 3 печей; автоматическая смена по запросу |
| Дополнительные функции | Определение точки размягчения, плотности, коэффициента теплового расширения (CTE), автоматическая коррекция нуля |
Печи и температурные режимы
DIL L75 поддерживает широкий выбор нагревательных элементов и датчиков температуры, что позволяет точно адаптировать систему под задачу:
- Низкие температуры (–263 °C): термокоаксиальные нагреватели + полупроводниковые датчики или Pt100;
- Средние температуры (до 1400 °C): SiC, Kanthal + термопары типа K/S;
- Высокие температуры (до 2800 °C): графитовые нагреватели в вакууме или азоте + термопары типа C или пирометры.
Программное обеспечение и анализ данных
Программный комплекс LINSEIS, работающий под управлением Windows®, обеспечивает полный цикл эксперимента — от планирования до публикации результатов:
- Автоматическое определение точки стеклования и размягчения;
- Расчёт физического и технического коэффициентов теплового расширения (αphys, αtech);
- Управление скоростью спекания (Rate-Controlled Sintering);
- Экспорт данных в Excel и ASCII;
- Наложение неограниченного числа кривых для сравнения;
- Статистическая обработка (среднее значение, доверительный интервал);
- Математические операции: производные, сглаживание, арифметика кривых.
Интерфейс поддерживает многопользовательский режим, онлайн-справку и свободную настройку отображения осей, что делает его удобным как для рутинных, так и для научных исследований.
Применение
DIL L75 Nuclear используется для:
- Исследования топливных материалов (UO₂, MOX, карбиды, нитриды);
- Анализа оболочек твэлов и конструкционных сплавов;
- Изучения поведения материалов при экстремальных температурах и радиационном облучении;
- Разработки новых компонентов для реакторов IV поколения.
Благодаря сочетанию безопасности, гибкости и точности, DIL L75 Nuclear стал эталонным решением для ведущих ядерных исследовательских центров мира.