Que sont les alliages de plomb – Définition

Le plomb est un métal lourd plus dense que la plupart des matériaux courants. Le plomb est mou et malléable, et a un point de fusion relativement bas. Le plomb est largement utilisé comme écran gamma. Le principal avantage du blindage en plomb réside dans sa compacité en raison de sa densité plus élevée. Il a une résistance élevée à la corrosion, une malléabilité, des propriétés électriques inhabituelles et la capacité de former des alliages utiles. Les utilisations représentatives comprennent : un agent de protection contre les rayons X et le rayonnement gamma ; grilles moulées sous pression pour batteries; revêtements qui préparent les surfaces pour le brasage. D’autre part, le plomb est extrêmement toxique et pose certains risques environnementaux.

Le plomb forme une large gamme d’ alliages à bas point de fusion et s’allie facilement avec l’étain dans toutes les proportions, formant les soudures étain-plomb largement utilisées dans l’industrie. Dans l’industrie nucléaire, le plomb et les alliages plomb-bismuth peuvent être utilisés comme caloporteur de réacteur.

Plomb et eutectique plomb-bismuth

Le plomb, l’eutectique plomb-bismuth et d’autres métaux ont également été proposés et parfois utilisés. Le réacteur rapide refroidi au plomb est une conception de réacteur nucléaire qui présente un spectre de neutrons rapides et un liquide de refroidissement eutectique au plomb fondu ou au plomb-bismuth . L’eutectique plomb-bismuth ou LBE est un alliage eutectique de plomb (44,5 %) et de bismuth (55,5 %). Le plomb fondu ou l’eutectique plomb-bismuth peut être utilisé comme fluide de refroidissement principal car le plomb et le bismuth ont une faible absorption des neutrons et des points de fusion relativement bas.

Les points de fusion et d’ébullition du plomb et du mélange eutectique plomb-bismuth sont:

• plomb
  • point de fusion – 327,5 °C
  • point d’ébullition – 1749 °C
• plomb-bismuth – mélange eutectique
  • point de fusion – 123,5 °C
  • point d’ébullition – 1670 °C

Par rapport aux réfrigérants métalliques liquides à base de sodium tels que le sodium liquide ou le NaK, les réfrigérants à base de plomb ont des points d’ébullition nettement plus élevés, ce qui signifie qu’un réacteur peut fonctionner sans risque d’ébullition du réfrigérant à des températures beaucoup plus élevées. Le plomb et le LBE ne réagissent pas non plus facilement avec l’eau ou l’air, contrairement au sodium et au NaK qui s’enflamment spontanément dans l’air et réagissent de manière explosive avec l’eau. En raison de leur densité et de leur numéro atomique élevé, le plomb et le bismuth constituent également un excellent bouclier contre les rayonnements gamma, tout en étant pratiquement transparents aux neutrons.

D’autre part, le plomb et le liquide de refroidissement LBE sont plus corrosifs pour l’acier que le sodium ou l’alliage eutectique NaK. Ceci et la densité très élevée du plomb imposent une limite supérieure à la vitesse d’écoulement du liquide de refroidissement à travers le réacteur pour des raisons de sécurité. De plus, les points de fusion plus élevés du plomb et du LBE (327 °C et 123,5 °C respectivement) peuvent signifier que la solidification du liquide de refroidissement peut être un problème plus important lorsque le réacteur fonctionne à des températures plus basses.

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Voir ci-dessus:
Alliages