KaydedilenlerDerginizi ekleyin

Dergiler / Politeknik Dergisi / 2026 / Cilt: 26 Sayı: 2

Özellikle nükleer reaktörler için yüksek sıcaklık uygulamalarına aday Ni bazlı alaşımların, Inconel-617 ve Incoloy-800HT, radyasyon zırhlama potansiyellerinin EpiXS ve Phy-X/PSD kodları ile değerlendirilmesi

Evaluation of radiation shielding potentials of Ni-based alloys, Inconel-617 and Incoloy-800HT, candidates for high temperature applications especially for nuclear reactors, by EpiXS and Phy-X/PSD codes

Zeynep Aygun(BITLIS EREN UNIVERSITY)0000-0002-2979-0283
Murat Aygün(BITLIS EREN UNIVERSITY)0000-0002-4276-3511
Sayfa
795–801
Yayın Tarihi
2023-07-05
🏛️Bu makalenin bibliyografik verileri ve tam metin bağlantısı DergiPark üzerinden sağlanmıştır.
DergiPark Kaydı ↗
✨

Yapay Zeka Hızlı Bakış & Çıkarımlar

AI Insight
⚡ TL;DR(1 Cümlede Hızlı Çıkarım)

Inconel-617'nin Incoloy-800HT'den daha yüksek zırhlama kabiliyetine sahip olduğu gözlemlenmiştir.

📌 3 Maddede Bu Makale

🎯
Amaç & Hipotez:Bu çalışmada, uzay aracı, gaz türbinleri, nükleer reaktörler ve roket motorları gibi yüksek sıcaklık uygulamaları için ana aday olan Ni bazlı alaşımlar Inconel-617 ve Incoloy-800HT'nin foton-madde etkileşim parametrelerinin hesaplanması amaçlanmıştır.
📊
Temel Bulgular & Veri:Inconel-617'nin Incoloy-800HT'den daha yüksek zırhlama kabiliyetine sahip olduğu gözlemlenmiştir.
💡
Sonuç & Katkı:Alaşımların zırhlama potansiyelleri daha önce bildirilen diğer malzemelerin (sıradan beton, hematit-serpenit, ilmenit-limonit, çelik-hurda, bazalt-manyetit, çelik-manyetit ve ilmenit betonları) zırhlama potansiyelleriyle karşılaştırılmış, Inconel-617 ve Incoloy-800HT'nin bu malzemelerden daha fazla zırhlama kabiliyetine sahip olduğu sonucuna varılmıştır.
🔬Tür:Araştırma Makalesi
📍Kapsam:Genişletilmiş Akademik Örneklem
⚙️Değişkenler:Radyasyon zayıflama parametreleri · radyasyon zırhlama · Inconel-617

Özet

Bu çalışmada, uzay aracı, gaz türbinleri, nükleer reaktörler ve roket motorları gibi yüksek sıcaklık uygulamaları için ana aday olan Ni bazlı alaşımlar Inconel-617 ve Incoloy-800HT'nin foton-madde etkileşim parametrelerinin hesaplanması amaçlanmıştır. Alaşımların radyasyondan korunma potansiyellerini belirlemek için radyasyon zayıflama ve yığılma faktörleri gibi parametreler geniş bir enerji aralığında Phy-X/PSD ve EpiXS yazılımları kullanılarak elde edilmiştir. Alaşımların hızlı nötron uzaklaştırma tesir kesitleri de belirlenmiştir. Inconel-617'nin Incoloy-800HT'den daha yüksek zırhlama kabiliyetine sahip olduğu gözlemlenmiştir. Alaşımların zırhlama potansiyelleri daha önce bildirilen diğer malzemelerin (sıradan beton, hematit-serpenit, ilmenit-limonit, çelik-hurda, bazalt-manyetit, çelik-manyetit ve ilmenit betonları) zırhlama potansiyelleriyle karşılaştırılmış, Inconel-617 ve Incoloy-800HT'nin bu malzemelerden daha fazla zırhlama kabiliyetine sahip olduğu sonucuna varılmıştır.

Abstract

In this paper, our purpose is to calculate photon-matter interaction parameters of Ni-based alloys, Inconel-617 and Incoloy-800HT, which are the main candidates for high-temperature applications such as spacecraft, gas turbines, nuclear reactors and rocket motors. The radiation attenuation parameters and buildup factors were obtained in a wide energy range by using Phy-X/PSD and EpiXS softwares to determine the radiation protection capabilities of the alloys. Fast neutron removal cross sections of the alloys were also calculated. It was observed that Inconel-617 has higher shielding ability than Incoloy-800HT. The shielding potentials of the alloys were compared with those of other shielding materials (ordinary concrete, hematite-serpenite, ilmenite-limonite, steel-scrap, basalt-magnetite, steel-magnetite and ilmenite concretes) reported before, and it was concluded that Inconel-617 and Incoloy-800HT have more shielding ability than those.

🔖

Bu Makaleye Atıf Yap

Aygun, Z., Aygün, M. (2023). Özellikle nükleer reaktörler için yüksek sıcaklık uygulamalarına aday Ni bazlı alaşımların, Inconel-617 ve Incoloy-800HT, radyasyon zırhlama potansiyellerinin EpiXS ve Phy-X/PSD kodları ile değerlendirilmesi. Politeknik Dergisi, Cilt: 26 Sayı: 2, 795–801. https://doi.org/10.2339/politeknik.1004657

📄 Tam Metin PDF Okuyucu

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

Kaynakça (36)

  1. Archana M., Rao C.J., Ningshen S., Philip J., “High-Temperature Air and Steam Oxidation and Oxide Layer Characteristics of Alloy 617”, J Mater Engineer Performance, 30: 931–943, (2021).
  2. Rahman M.S., Ding J., Beheshti A., Zhang X., Polycarpou A.A., “Elevated temperature tribology of Ni alloys under helium environment for nuclear reactor applications”, Tribology Inter, 123: 372–384, (2018).
  3. Us H., “Oxıdatıon behavıor of very hıgh temperature reactor (vhtr) candıdate materıals: 316l staınless steel, Alloy 617, and incoloy 800-h”, A Dissertation presented to the Faculty of the Graduate School at the University of Missouri, (2016).
  4. Kumar S.A., Sathıya P., “Effects of heat ınput on the mechanıcal and metallurgıcal characterıstıcs of tıg welded ıncoloy 800HT joınts”, Arch Metall Mater, 62(3): 1673-1679, (2017).
  5. http://www.specialmetals.com. (accessed 15 July 2021)
  6. Alım B., “A comprehensive study on radiation shielding characteristics of Tin Silver, Manganin R, Hastelloy B, Hastelloy X and Dilver P alloys”, Appl Phys A, 126: 262, (2020).
  7. Singh V.P., Badiger N.M., “Gamma ray and neutron shielding properties of some alloy materials”, Annl Nucl Energy, 64: 301-310, (2014).
  8. Wang K., Hu J., Tianyou C., Tang J., Zhai Y., Feng Y., Zhao Z., Fan H., Wang K., “Radiation shielding properties of flexible liquid metal-GaIn alloy”, Progress in Nucl Energy, 135:103696 (2021).
  9. Aygun Z., Aygun M., Han I., “Magnetic and Structural Analysis of CuxNi12x and CuyNizMn12y2z Alloys Using EPR, XRD and SEM Methods”, Iranian J Sci Technol Trans Sci, 42: 951–957, (2018).
  10. Aygun Z., “Application of Spectroscopic Methods for Analysis of Ni-Based Alloys (Ni% ≥70)”, Cumhuriyet Sci J, 39: 144-151, (2018).
  11. Aygun Z., “Spectroscopic Characterization of Nickel Based Foils”, Kocaeli Unv J Sci Eng, 2(2): 39-44, (2019).
  12. Aygun Z., Aygun M., “A Theoretical Study on Radiation Shielding Characteristics of Magnetic Shielding Alloys, Ni80Fe15Mo5 and Ni77Fe14Cu5Mo4, by Determining the Photon Attenuation Parameters in the Energy Range of 15keV-100GeV”, Karaelmas Sci Engineer J, 11(2): 165-173, (2021).
  13. Hamad R.M., Mhareb M.H.A., Alajerami Y.S., Sayyed M.I., Saleh G., Hamad M.Kh., Ziq Kh.A. “A comprehensive ionizing radiation shielding study of FexSe0.5Te0.5 alloys with various iron concentrations”, J Alloys Comp, 858: 157636 (2021).
  14. Rammah Y.S., Mahmoud K.A., Mohammed F.Q., Sayyed M.I., Tashlykov O.L., El-Mallawany R., “Gamma ray exposure buildup factor and shielding features for some binary alloys using MCNP-5 simulation code”, Nucl Engineer Tech, 53(8): 2661-2668 (2021).
  15. Hasan M.H., “Effects of mechanical and metallurgical variables on creep, fracture toughness and crack growth behavior of Alloy 617”, UNLV Theses, Dissertations, Professional Papers, and Capstones 129, (2009).
  16. Jang C., Lee D., Kim D., “Oxidation behaviour of an Alloy 617 in very high-temperature air and helium environments”, Int J Pres Ves Pip, 85: 368–77, (2008).
  17. Pauly V., Kern J., Clark M., Grierson D.S., Sridharan K., “Wear Performance of Incoloy 800HT and Inconel 617 in various surface conditions for high-temperature gas-cooled reactor components”, Tribology Inter, 154: 106715, (2021).
  18. Wright R.N., "Summary of studies of aging and environmental effects on Inconel 617 and haynes 230”, Idaho National Laboratory Idaho Falls, Idaho 83415, 27, (2006).
  19. Wright J.K., Lybeck N.J., Wright R.N., “Tensile properties of alloy 617 bar stock”, United States, (2013).
  20. Ren W., Swindeman R., “A review of alloy 800H for applications in the GEN IV nuclear energy systems weiju”, Proceedings of the ASME Pressure Vessels & Piping Division / K PVP Conference, Bellevue, Washington, USA,1–16, (2010).
  21. Sakar E., Özpolat O.F., Alım B., Sayyed M.I., Kurudirek M., “Phy-X / PSD: Development of a user friendly online software for calculation of parameters relevant to radiation shielding and dosimetry”, Radiat Phys Chem, 166: 1-12, (2020).
  22. Hila F.C., Astronomo A.A., Dingle C.A.M., Jecong J.F.M., Javier-Hila A.M.V. et al., “EpiXS: A Windows-based program for photon attenuation, dosimetry and shielding based on EPICS2017 (ENDF/B-VIII) and EPDL97 (ENDF/B-VI.8)”, Radiat Phys Chem, 182: 109331, (2021).
  23. Alim B., Sakar E., Baltakesmez A., Han I., Sayyed M.I., Demir L., “Experimental investigation of radiation shielding performances of some important AISI-coded stainless steels: part I.” Radiat Phys Chem, 166: 108455 (2020).
  24. Sakar E., “Determination of photon-shielding features and build-up factors of nickel–silver alloys”, Radiat Phys Chem, 172:108778 (2020).
  25. Harima Y., Sakamoto Y., Tanaka S., Kawai M., “Validity of the geometric-progression formula in approximating gamma-ray buildup factors”, Nucl Sci Engineer, 94(1): 24–35, (1986).
  26. Harima Y., “An historical review and current status of buildup factor calculations and applications”, Radiat Phys Chem, 41(4–5): 631–672, (1993).
  27. Mann K.S., Mann S.S., “Py-MLBUF: Development of an online-platform for gamma-ray shielding calculations and investigations”, Annl Nucl Energy, 150: 107845 (2021).
  28. ANSI/ANS 6.4.3, “Gamma-ray Attenuation Coefficients and Buildup Factors for Engineering Materials”, American Nuclear Society, La Grange Park, Illinois, (1991).
  29. Kurudirek M., Türkmen I., Özdemir Y., “A study of photon interaction in some building materials: High-volume admixture of blast furnace slag into Portland cement”, Radiat Phys Chem, 78:751–759, (2009).
  30. Alım B., “Determination of Radiation Protection Features of the Ag2O Doped Boro-Tellurite Glasses Using Phy-X / PSD Software”, J Inst Sci Tech, 10(1): 202-213, (2020).
  31. Sayyed M.I., Mohammed F.Q., Mahmoud K.A., Lacomme E., Kaky K.M. et al., “Evaluation of Radiation Shielding Features of Co and Ni-Based Superalloys Using MCNP-5 Code: Potential Use in Nuclear Safety”, Appl Sci, 10: 7680, (2020).
  32. Bashter I.I., “Calculation of radiation attenuation coefficients for shielding concretes”, Annl Nucl Energy, 24(17): 1389-1401, (1997).
  33. Cengiz G.B., Cağlar I., “Assessment of Mass Attenuation Coefficient, Effective Atomic Number and Electron Density of Some Aluminum Alloys”, Caucasian J Sci, 7: 109-122, (2020).
  34. Kücük N., Gezer O., “Determination of Build-up Factors for Natural Black Obsidian Ores”, AKU J Sci Engineer, 17: 872-880, (2017).
  35. Aygun Z., Aygun M., “A study on usability of Ahlat ignimbrites and pumice as radiation shielding materials, by using EpiXS code”, Inter J Environ Sci Tech, (2021) https://doi.org/10.1007/s13762-021- 03530-9
  36. Aygun Z., Yarbasi N., Aygun M., “Spectroscopic and radiation shielding features of Nemrut, Pasinler, Sarıkamıs and Ikizdere obsidians in Turkey: Experimental and theoretical study”, Ceramics Inter, 47: 34207–34217 (2021).