964 resultados para Liquid metal cooled reactors


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Surface-enhanced Raman scattering (SERS) excited at several visible wavelengths and recorded using a cooled charged-coupled device detector is reported from the mobile, interfacial, liquid-like metal films (MELLFs) formed when solutions of metal complexes or pyridine in chlorocarbon solvents are mixed with aqueous sols of silver or gold. MELLF formation has not previously been reported for gold sols or for pyridine as stabilizer. Comparison of the spectra for the MELLFs formed from individual metal complexes and from 50:50 mixtures show that the spectral patterns observed for the latter are distinctive and are not generally equivalent to the sum of the spectra associated with the individual complexes, in contrast to the situation observed for sols where the individual spectra do appear to be additive. Raman scattering from both gold and silver MELLFs is readily observed at excitation wavelengths in the red, around 750 nm, but at 514 nm only that from silver films is detectable. These findings are considered in terms of particle size and absorption band intensities. A preliminary study of the film surface topography and particle size was carried out by scanning tunnelling electron microscopy (STM) of Ag MELLFs deposited on gold-coated mica substrates. Computer-processed images of the STM data show the presence on the film surface of finger-like bars, 200-400 nm long with approximately square cross-section, 40-60 nm side, together with other smaller cuboid features. The implications of these findings in relation to SERS are briefly considered.

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La presente tesis comprende un estudio de metales líquidos, Li, Pb y eutéctico Li17Pb en el ámbito de la tecnología de fusión nuclear. Uno de los problemas fundamentales en futuros reactores de fusión es la producción y extracción de tritio en la denominada envoltura regeneradora (blanket en inglés). Dicho blanket tendrá dos propósitos, la extracción del calor generado por las reacciones de fusión para su posterior conversión en energía eléctrica así como la producción de tritio para realimentar el proceso. Dicha producción se realizará mediante el “splitting” del Li con los neutrones provenientes de la fusión. Esta reacción produce tritio y helio por lo que la interacción del T y el He con el metal líquido, con los materiales estructurales así como con el He es un problema fundamental aun no bien entendido y de gran importancia para futuros diseños. Los capítulos 1 2 y 3 presentan una introducción a dichos problemas. El capítulo 1 introduce al lector en la tecnología de fusión nuclear. El segundo capítulo explica en mayor detalle el uso de metales líquidos en reactores de fusión, no solo en blankets sino también como primera pared, divertor etc, lo que se denomina en general “plasma facing materials”. Por último se ofrece una breve introducción a las técnicas de dinámica molecular clásica (CMD) y un breve resumen de los potenciales más usados. El estudio se ha llevado a cabo utilizando simulación atomística mediante potenciales semi-empíricos del tipo átomo embebido (EAM). La Tesis consta de 4 partes bien definidas. En primer lugar se verificó la idoneidad de los potenciales tipo EAM para simular las propiedades de los metales Li y Pb en fase líquida. Dicho estudio se detalla en el Capítulo 4 y en su extensión, el Apéndice 1, en el que se estudia los límites de validez de esta aproximación. Los resultados de dicho estudio han sido publicados y presentados en diversos congresos internacionales. Un resumen de la metodología seguida fue publicado como capítulo de libro en Technofusión 2011. Los resultados se presentaron en diversos congresos internacionales, entre ellos ICENES 2011, (Artículo en ICENES Proceedings) ICOPS-SOFE 2011, en una presentación oral etc. El trabajo ha sido aceptado recientemente en Journal of Nuclear Materiales (Fraile et al 2012). La segunda parte y más importante comprende el desarrollo de un potencial para el estudio de la mezcla de ambos metales. Éste es el trabajo más novedoso e importante dado que no existía en la literatura un potencial semejante. Se estudiaron dos aproximaciones distintas al problema, un potencial tipo EAM/cd y un potencial EAM/alloy. Ambos potenciales dan resultados satisfactorios para la simulación del eutéctico (y concentraciones de Li menores que el 17%). Sin embargo el sistema LiPb en todas las concentraciones es un sistema que se aparta enormemente de una solución ideal y dicho potencial no daba buenos resultados para mezclas PbLi con concentraciones de Li grandes. Este problema fue solventado mediante el desarrollo de un segundo potencial, esta vez tipo EAM/alloy (segunda parte del Capítulo 5). Dicho trabajo será enviado a Physical Review Letters o a Phys. Rev. B, y una extensión junto con un estudio detallado de las propiedades del eutéctico de acuerdo con nuestras simulaciones se enviará a continuación a Phys. Rev. B. En tercer lugar se estudió el problema de la difusividad del H en metales líquidos aprovechando distintos potenciales existentes en la literatura. El problema del H en metales líquidos es importante en metalurgia. En dicho capítulo se estudió la difusividad del H en Pd, Ni y Al con potenciales tipo EAM, y también con un potencial más sofisticado que tiene en cuenta la dependencia angular de las interacciones (ADP por sus siglas en inglés). De este modo disponemos de un estudio detallado del problema con diferentes modelos y diferentes metales. La conclusión apunta a que si se compara con los resultados experimentales (muy escasos) los resultados obtenidos mediante CMD dan valores bajos de la difusividad del H. Las razones de dicho desacuerdo entre simulación y experimentos se detallan en el Capítulo 6. Este trabajo ha sido presentado en una presentación oral en el reciente congreso internacional “Trends on Nanothecnology” TNT 2012 celebrado en Madrid. El trabajo será publicado en un futuro próximo. Por último, como se dijo anteriormente, el estudio del He, la formación de burbujas en metales líquidos, su difusión nucleación y cavitación es otro problema deseable de ser estudiado mediante técnicas atomísticas. Para ello es necesario el desarrollo de diversos potenciales, He-Li, He-Pb y un potencial ternario Pb-Li-He. Para ello se han realizado simulación ab initio de los sistemas Pb+He y Li+He. Dicho estudio pretende calcular las fuerzas entre los átomos del metal (Pb o Li) con intersticiales de He. De este modo aplicaremos el “force matching method” (FMM) para el desarrollo de dichos potenciales. En el Capítulo 7 se detallan los resultados obtenidos referidos a las posiciones más favorables de las impurezas de He dentro de redes cristalinas de Pb y Li así como el efecto de tener en cuenta el acoplo spin-orbita (SOC en inglés). El análisis de los resultados en términos de transferencia de carga y análisis de las densidades electrónicas, así como la creación de los potenciales mencionados está en progreso. En conjunto la tesis presenta un estudio de los diversos problemas relacionados con el uso de metales líquidos en reactores de fusión y representa un primer paso en la determinación de parámetros de gran importancia para el diseño de blankets y sistemas de primera pared. Con la simulación MD de dichos problemas mediante, importante, potenciales realistas, valores de difusión, solubilidad etc de especies ligeras, H (o sus isotopos) y He en metales líquidos podrá ser calculada complementando así la base de datos que presenta enormes incertidumbres.

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The effect of extended cycling on lithium metal electrodes has been investigated in an ionic liquid electrolyte. Cycling studies were conducted on lithium metal electrodes in a symmetrical Li|electrolyte|Li coin cell configuration for 5000 charge–discharge cycles at a current density of 0.1 mA cm− 2. The voltage–time plots show evidence of some unstable behavior which is attributed to surface reorganization. No evidence for lithium dendrite induced short circuiting was observed. SEM imaging showed morphology changes had occurred but no evidence of needle-like dendrite based growth was found after 5000 charge–discharge cycles. This study suggests that ionic liquid electrolytes can enable next generation battery technologies such as rechargeable lithium-air, in which a safe, reversible lithium electrode is a crucial component.

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The interactions of lithium perchlorate with ligands such as dimethyl sulphoxide, acetonitrile, pyridine and the Schiff base liquid crystals are investigated. The experiments open a new field for the study of metal-ion-ligand interactions in thermotropic liquid crystals.

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Experiments have been conducted to obtain the optimum conditions of hydrogen ion concentration of feed and strip phases and concentration of the carrier ALAMINE 336, in the extraction of Cr(VI) and Hg(II) using two different types of liquid membranes-bulk liquid membrane and emulsion liquid membrane. Experiments have also been carried out to find the effect of metal loading and the effect of extraction time on metal flux.

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A new hydroxy functionalized liquid crystalline (LC) polyazomethine has been synthesized by the solution polycondensation of a dialdehyde with a diamine. The polymer was characterized by IR, H-1-, and C-13-NMR spectroscopy. Studies on the liquid crystalline properties reveal the nematic mesomorphic behavior. This polymer functions as a polymeric chelate and forms a three-dimensional network structure through the metal complexation. Influence of various metals and their concentration on the liquid crystalline behavior of the network has been studied. Networks up to 30 mol % of the metal show LC phase transitions; above this the transitions are suppressed and the network behaves like an LC thermoset. (C) 1996 John Wiley & Sons, Inc.

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Among all methods of metal alloy slurry preparation, the cooling slope method is the simplest in terms of design and process control. The method involves pouring of the melt from top, down an oblique and channel shaped plate cooled from bottom by counter flowing water. The melt, while flowing down, partially solidifies and forms columnar dendrites on plate wall. These dendrites are broken into equiaxed grains and are washed away with melt. The melt, together with the equiaxed grains, forms semisolid slurry collected at the slope exit and cast into billets having non-dendritic microstructure. The final microstructure depends on several process parameters such as slope angle, slope length, pouring superheat, and cooling rate. The present work involves scaling analysis of conservation equations of momentum, energy and species for the melt flow down a cooling slope. The main purpose of the scaling analysis is to obtain a physical insight into the role and relative importance of each parameter in influencing the final microstructure. For assessing the scaling analysis, the trends predicted by scaling are compared against corresponding numerical results using an enthalpy based solidification model with incorporation of solid phase movement.

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We show that a liquid organic precursor can be injected directly into molten magnesium to produce nanoscale ceramic dispersions within the melt. The castings made in this way possess good resistance to tensile deformation at 673 K (400 degrees C), confirming the non-coarsening nature of these dispersions. Direct liquid injection into molten metals is a significant step toward inserting different chemistries of liquid precursors to generate a variety of polymer-derived metal matrix composites. (C) The Minerals, Metals & Materials Society and ASM International 2013

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A method has been developed for the determination of interactions of metal ions and protein by using microdialysis sampling technique combined with pre-column derivation and reversed-phase ion-pair liquid chromatographic (HPLC analysis. Cu(II), Zn(II) and human serum albumin (HSA) were chosen as model metal ions and protein, respectively. The mixed solutions of metal ions and HSA with different molar ratios buffered with 0.1 M Tris-HCl containing 0.1 M NaCl at pH 7.43 were sampled with a mirodialysis probe by keeping perfusion rate at 1 mul/min and the temperature at 37 degreesC. The free concentrations of metal ions in microdialysates were assayed by precolumn derivatization with meso-tetra(4-sulfophenyl)-porphyrin (TPPS4) followed ion-pair HPLC analysis. The recovery (R) of microdialysis sampling was measured in vitro under similar conditions as 65.74% for Cu(II), 70.45% for Zn(II) with R.S.D. below 3.2%. The primary binding constants and number of binding site estimated by the Scatchard plot analysis are 5.04 x 10(6) M-1 and 0.85 for Cu(II), and 9.87 x 10(6) M-1 and 1.10 for Zn(II), respectively. The competition of Cu(II) and Zn(II) at the second binding site on HSA was investigated, and it was observed that there is a second site on HSA to bind Cu(II) and Zn(II), the affinity of Cu(II) is stronger than that of Zn(II) to this second site of HSA. (C) 2001 Elsevier Science B.V. All rights reserved.

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A new metal-free organic sensitizer (see figure) for high-performance and applicable dye-sensitized solar cells is presented. In combination with a solvent-free ionic liquid electrolyte, a similar to 7% cell made with this sensitizer shows all excellent stability measured under thermal and light-soaking dual stress. For the first time a 4.8% efficiency is reached for all-solid-state dye-sensitized solar cells based oil all organic dye.

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Selective extraction-separation of yttrium(Ill) from heavy lanthanides into 1-octyl-3-methylimidazolium hexafluorophosphate ([C(8)mim][PF6]) containing Cyanex 923 was achieved by adding a water-soluble complexing agent (EDTA) to aqueous phase. The simple and environmentally benign complexing method was proved to be an effective strategy for enhancing the selectivity of [C(n)mim] [PF6]/[Tf2N]-based extraction system without increasing the loss of [C(n)mim](+). (c) 2007 Elsevier B.V. All rights reserved.

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Chitosan(chitin)/cellulose composites as biodegradable biosorbents were prepared under an environment-friendly preparation processes using ionic liquids. Infrared and X-ray photoelectron spectra indicated the stronger intermolecular hydrogen bond between chitosan and cellulose, and the hydroxyl and amine groups were believed to be the metal ion binding sites. Among the prepared biosorbents, freeze-dried composite had higher adsorption capacity and better stability. The capacity of adsorption was found to be Cu(II) (0.417 mmol/g) > Zn(II) (0.303 mmol/g) > Cr(VI) (0.251 mmol/g) > Ni(II) (0.225 mmol/g) > Ph(II) (0.127 mmol/g) at the same initial concentration 5 mmol L-1. In contrast to some other chitosan-type biosorbents, preparation and component of the biosorbent were obviously more environment friendly. Moreover, adsorption capacity of chitosan in the blending biosorbent could be fully shown.