Ligas de magnésio são misturas de magnésio e outros metais de liga, geralmente alumínio, zinco, silício, manganês, cobre e zircônio. Como a característica mais notável do magnésio é sua densidade, 1,7 g/cm3, suas ligas são usadas onde o peso leve é uma consideração importante (por exemplo, em componentes de aeronaves). O magnésio tem o ponto de fusão mais baixo (923 K (1202°F)) de todos os metais alcalino-terrosos. O magnésio puro tem uma estrutura cristalina HCP, é relativamente macio e tem um baixo módulo de elasticidade: 45 GPa. As ligas de magnésio também possuem uma estrutura treliçada hexagonal, que afeta as propriedades fundamentais dessas ligas. À temperatura ambiente, o magnésio e suas ligas são difíceis de realizar trabalho a frio devido ao fato de que a deformação plástica da rede hexagonal é mais complicada do que em metais de rede cúbica como alumínio, cobre e aço. Portanto, as ligas de magnésio são normalmente usadas como ligas fundidas. Apesar da natureza reativa do pó de magnésio puro, o magnésio metálico e suas ligas têm boa resistência à corrosão.
Liga Magnox – AL80
Magnox, cujo nome é uma abreviação de “magnésio não oxidante“, é uma liga de alto teor de magnésio principalmente de magnésio com pequenas quantidades de alumínio e outros metais. Esta liga, designada como liga AL80, é usada como revestimento para combustível nuclear empregado nos reatores de usinas elétricas moderados a grafite e resfriados a gás do Reino Unido com o mesmo nome. Os revestimentos de ligas de magnésio do tipo Magnox são bem compatíveis com o urânio metálico em temperaturas de até 500°C e são altamente resistentes à oxidação.
Este material tem a vantagem de uma baixa seção transversal de captura de nêutrons, mas tem duas grandes desvantagens:
- Limita a temperatura máxima (a cerca de 415°C) e, portanto, a eficiência térmica da planta.
- A desvantagem dessas ligas é uma alta tendência ao crescimento de grãos, perda de propriedades de resistência, oxidação na presença de vapor de água.
A liga magnox Al80 tem uma composição de 0,8% de alumínio e 0,004% de berílio.
Como foi escrito, a liga magnox AL80 foi usada principalmente como revestimento de combustível em reatores do tipo Magnox. Em 30 de dezembro de 2015, a Wylfa Unit 1, o último reator Magnox em operação do mundo, foi fechada. À medida que o projeto Magnox estava sendo implementado, o trabalho já estava em andamento no reator resfriado a gás avançado (AGR) com a intenção explícita de tornar o sistema mais econômico. O projeto AGR reteve o moderador de grafite do Magnox e o refrigerante de dióxido de carbono, mas aumentou a temperatura operacional do gás de resfriamento para melhorar as condições do vapor. Esse aumento de temperatura (cerca de 650°C (1202°F)) melhoraria muito a eficiência térmica da usina. Mas isso era muito quente para a liga magnox, e o AGR originalmente pretendia usar um novo revestimento à base de berílio, mas isso se mostrou muito frágil. Este foi substituído por um revestimento de aço inoxidável. No entanto, o aço tem uma seção transversal de nêutrons mais alta e essa mudança exigiu o uso de combustível de urânio ligeiramente enriquecido para compensar seções transversais de absorção mais altas.
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