Brevet FR2956825A1 — publié le 20110902

La présente invention concerne le maintien des propriétés physiques fondamentales d'un métal alcalin liquide avec des nanoparticules dispersées, qui est tel que les nanoparticules sont uniformément dispersées et mélangées à un métal alcalin liquide utilisé dans des applications d'échange de chaleur, des applications de refroidissement et d'autres applications, et la suppression de la réaction du métal alcalin liquide avec les nanoparticules dispersées. Comme, en général, les métaux alcalins liquides ont des points de fusion bas, de faibles capacités thermiques et une bonne conductivité de la chaleur, des études sont en cours afin d'utiliser ces métaux dans les échangeurs de chaleur et comme fluides de refroidissement pour l'énergie nucléaire. Par exemple, comme le sodium a une grande conductivité thermique et que pour d'autres raisons, ce métal est considéré comme étant un candidat essentiel pour le fluide de refroidissement utilisé dans un système de réacteur sur- régénérateur rapide (FBR). Cependant, par ailleurs, les métaux alcalins liquides, comprenant le sodium, ont une grande réactivité chimique ainsi que des propriétés telles qu'ils peuvent provoquer des réactions chimiques puissantes conduisant à des explosions lorsqu'ils viennent en contact avec l'air et l'eau. En conséquence, il a été proposé de disperser des particules ultrafines (nanoparticules : particules dont les diamètres de particules sont de l'ordre des nanomètres) dans un métal alcalin liquide, par exemple le sodium, ce qui fait que la grande réactivité chimique du sodium est supprimée. Par exemple, le brevet japonais n° 3930495 décrit un métal alcalin liquide obtenu en dispersant des particules ultrafines de nickel ayant des dimensions de l'ordre des nanoparticules, dans du sodium liquide. Cependant, dans cet art antérieur décrit, l'attention est portée seulement sur la suppression de la grande 2 réactivité chimique des métaux alcalins liquides, et aucune description n'est fournie quant à la manière de maintenir diverses propriétés exprimées par la fluidité, la viscosité, la conductivité, la chaleur spécifique et des propriétés similaires, que possèdent par nature les métaux alcalins liquides, ce qui pose de nombreux problèmes en termes d'utilisation pratique. Dans les descriptions suivantes, des métaux liquides tels que le sodium liquide sont indiqués, par exemple, par le terme sodium et des termes similaires sans discrimination entre l'état liquide et l'état solide. De la manière décrite en ce qui concerne le problème se posant dans l'art antérieur ci-dessus, l'épreuve à laquelle est confrontée la présente invention est d'obtenir un métal alcalin liquide contenant des nanoparticules uniformément dispersées et mélangées, qui conserve diverses propriétés exprimées par la fluidité, la viscosité, la conductivité, la chaleur spécifique et des propriétés similaires, que possèdent par nature les métaux alcalins liquides, et dont la grande réactivité chimique est supprimée. Pour résoudre le problème décrit ci-dessus, il est proposé dans le premier aspect de la présente invention un procédé pour la production d'un métal alcalin liquide comprenant des nanoparticules dispersées, en dispersant des nanoparticules dans un métal alcalin liquide. Dans ce procédé, les nanoparticules sont constituées d'un métal qui présente une forte liaison atomique due à une combinaison avec le métal alcalin liquide, comparativement à la liaison atomique entre les atomes du métal alcalin liquide, et qui possède une grande quantité de transfert de charges. Dans le deuxième aspect de la présente invention, le métal alcalin liquide suivant le premier aspect est n'importe lequel des métaux choisis entre le sodium, le lithium et les alliages sodium-potassium. 3 Dans le troisième aspect de la présente invention, les nanoparticules suivant le premier ou deuxième aspect sont constituées de n'importe lequel des métaux de transition, tels que le titane, le vanadium, le chrome, le fer, le cobalt, le nickel et le cuivre. Dans le quatrième aspect de la présente invention, le métal alcalin liquide comprenant des nanoparticules dispersées est produit par le procédé de production d'un métal alcalin liquide avec des nanoparticules dispersées suivant n'importe lequel des premier au troisième aspects. Les effets avantageux suivants peuvent être obtenus au moyen de la présente invention. 1. En ce qui concerne le métal alcalin liquide prescrit, il est possible de spécifier un métal en nanoparticules qui présente un bon état de dispersion, c'est-à-dire un métal en nanoparticules qui est dispersé uniformément et qui peut maintenir l'état de dispersion au cours du temps. 2. En utilisant un métal alcalin liquide avec des nanoparticules dispersées, dans lequel les nanoparticules en 1) ci-dessus sont utilisées, il est possible de supprimer la réactivité avec l'eau ou des substances similaires. 3. En choisissant de manière appropriée la concentration de nanoparticules dispersées dans un métal alcalin liquide, il est possible d'obtenir un métal alcalin liquide avec des nanoparticules dispersées, ayant des propriétés physiques équivalentes aux propriétés physiques que possède un métal alcalin liquide pur, et un procédé pour la production de ce métal alcalin liquide avec des nanoparticules dispersées. 4. En outre, en choisissant de manière appropriée le type, la quantité de dispersion et des facteurs similaires d'un métal en nanoparticules à disperser, suivant des applications telles que l'échange de chaleur et le refroidissement, les propriétés physiques nécessaires sont 4 modifiées, parmi les propriétés physiques d'un métal alcalin liquide avec des nanoparticules dispersées, telles que la tension superficielle et la vitesse d'évaporation, ce qui fait qu'il est possible d'obtenir un métal alcalin liquide avec des nanoparticules dispersées, convenable pour des applications. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description détaillée qui va suivre, faite en regard des dessins annexés sur lesquels : la figure 1 est un diagramme représentant la liaison atomique entre le sodium et des nanoparticules, d'après les éléments métalliques ; la figure 2 est un diagramme représentant la quantité de transfert de charges des nanoparticules, d'après les 15 éléments métalliques ; la figure 3 est un diagramme représentant la dépendance vis-à-vis de la température de la tension superficielle du sodium et du sodium avec des nanoparticules de titane dispersées, représentant une forme 20 de réalisation de la présente invention ; la figure 4 est un diagramme représentant les vitesses d'évaporation du sodium et du sodium avec des nanoparticules de titane dispersées, représentant une forme de réalisation de la présente invention ; 25 la figure 5 est un diagramme représentant les proportions de chaleur de réaction du sodium et du sodium avec des nanoparticules de titane dispersées, représentant une forme de réalisation de la présente invention ; la figure 6 est un diagramme représentant les 30 variations en fonction du temps de l'évolution de la réaction du sodium et du sodium avec des nanoparticules de titane dispersées, représentant une forme de réalisation de la présente invention ; la figure 7 est un diagramme représentant les 35 variations de température au cours du temps, pendant la réaction d'oxydation, du sodium et du sodium avec des nanoparticules de titane dispersées, représentant une forme de réalisation de la présente invention la figure 8 est un diagramme représentant la proportion réduite de chaleur de réaction du sodium avec 5 des nanoparticules de titane dispersées, une forme de réalisation de la présente invention, dépendant de la concentration de dispersion des nanoparticules de titane la figure 9 est un diagramme représentant les variations de température dans le flux thermique, au cours de la mesure des points de fusion, du sodium et du sodium avec des nanoparticules de titane dispersées, représentant une forme de réalisation de la présente invention ; la figure 10 est un diagramme représentant les variations de viscosité, en fonction de la température, du sodium et du sodium avec des nanoparticules de titane dispersées, représentant une forme de réalisation de la présente invention ; la figure 11 est un diagramme représentant les variations de chaleur spécifique, en fonction de la température, du sodium et du sodium avec des nanoparticules de titane dispersées, représentant une forme de réalisation de la présente invention ; et la figure 12 est un diagramme représentant la proportion réduite de chaleur de réaction qui dépend de la concentration de dispersion des nanoparticules de titane. La présente invention propose un procédé pour la production d'un métal alcalin liquide avec des nanoparticules dispersées, en dispersant des nanoparticules dans un métal alcalin liquide. Dans ce procédé, les nanoparticules sont constituées d'un métal qui présente une forte liaison atomique due à une combinaison avec le métal alcalin liquide, comparativement à la liaison atomique entre les atomes du métal alcalin liquide et un métal ayant une grande quantité de transfert de charges qui est utilisé dans les nanoparticules. Le métal alcalin liquide est choisi entre le sodium, le lithium et des alliages sodium- 6 potassium, et les nanoparticules à disperser sont constituées de métaux de transition, tels que le titane, le vanadium, le chrome, le fer, le cobalt, le nickel et le cuivre. La présente invention permet de maintenir les propriétés physiques fondamentales d'un métal alcalin liquide renfermant des nanoparticules dispersées qui est obtenu, de telle sorte que les nanoparticules soient uniformément dispersées et mélangées dans un métal alcalin liquide utilisé dans des applications d'échange de chaleur, des applications de refroidissement et d'autres applications, et la suppression de la réaction du métal alcalin liquide avec les nanoparticules dispersées. Afin de garantir que le métal alcalin liquide renfermant des nanoparticules dispersées de la présente invention est dans un état approprié, les deux facteurs principaux, « disperser uniformément des nanoparticules dans un métal alcalin liquide » et « maintenir l'état de dispersion », sont assurés. En ce qui concerne la « dispersion uniforme de nanoparticules dans un métal alcalin liquide », la relation entre la liaison atomique d'un métal alcalin liquide et la liaison atomique des nanoparticules joue un rôle important et en ce qui concerne le « maintien de l'état de dispersion », la quantité de transfert de charges indiquant l'écart de charges des nanoparticules joue un rôle important. Ces deux facteurs et diverses propriétés d'un métal alcalin liquide renfermant des nanoparticules dispersées seront décrits comme formes de réalisation en rapport avec les critères suivants. 1. Interaction atomique 1.1 Calculs théoriques (1) Liaison atomique (2) Quantité de transfert de charges 7 1.2 Vérification expérimentale (1) Tension superficielle (2) Vitesse d'évaporation 2. Effet de suppression de réaction (1) Chaleur de réaction (2) Vitesse de réaction (3) Réaction d'oxydation (4) Quantité de dispersion des nanoparticules et effet de suppression de réaction 3. Relation entre les effets de suppression de réaction et maintien du transfert de chaleur et de la fluidité (1) Point de fusion (2) Viscosité (3) Chaleur spécifique Formes de réalisation 1. Interaction atomique Tout d'abord, il est décrit un procédé pour découvrir les éléments métalliques qui sont considérés comme étant efficaces dans la suppression de la réactivité chimique d'un métal alcalin liquide en étant dispersés dans le métal alcalin liquide, en effectuant des calculs théoriques des deux critères de liaison atomique et de quantité de transfert de charges. 1.1 Calculs théoriques Des calculs théoriques seront décrits en prenant le sodium à titre d'exemple d'un représentant des métaux alcalins liquides. Non seulement le sodium, mais également le lithium et les alliages sodium-potassium, peuvent être utilisés comme métaux alcalins liquides pouvant être utilisés dans le métal alcalin liquide renfermant des nanoparticules dispersées, conforme à la présente invention. Dans les calculs théoriques, une fonction de densité (fonction B3LYP) a été utilisée et la base LanL2D (base BCP + DZ de Los Alamos) a été utilisée comme fonction de base. Dans le présent mémoire, les résultats de liaison atomique 8 et de condition de charge obtenus en utilisant un modèle diatomique sont décrits. (1) Liaison atomique La figure 1 est un diagramme représentant la liaison atomique des atomes de sodium et les liaisons atomiques entre le sodium et des nanoparticules, d'après les éléments métalliques des nanoparticules, qui ont été déterminées par des calculs théoriques. La liaison atomique des atomes de sodium est égale à 0,5 eV et la valeur de liaison atomique de 0,5 eV est indiquée par une ligne discontinue sur la figure 1. La liaison atomique entre les atomes de sodium et les métaux de transition, à l'exception du chrome et du manganèse, est le double de la liaison atomique entre les atomes de sodium. De la manière décrite ci-dessus, il est devenu manifeste que la liaison atomique de métaux en nanoparticules et du sodium métallique est considérablement supérieure à la liaison atomique entre les atomes de sodium. Cela montre que les nanoparticules sont fortement liées aux atomes de sodium environnants. En outre, il est considéré que les nanoparticules et les atomes de sodium forment un amas. La résistance de liaison atomique présente une tendance similaire même lorsque le nombre d'atomes des particules de sodium et le nombre d'atomes de sodium environnants augmentent. D'après les résultats représentés sur la figure 1, il est manifeste que le titane, le vanadium, le chrome, le manganèse, le fer, le cobalt, le nickel et le cuivre sont appropriés comme nanoparticules, car il s'agit de métaux présentant une grande différence d'électronégativité par rapport au sodium, qui est nécessaire pour parvenir à une forte interaction atomique, et, en outre, car il s'agit de métaux de transition de la troisième rangée présentant une faible densité en prenant en considération la dispersion dans le sodium. 9 (2) Quantité de transfert de charges Il sera présenté ensuite une description des éléments métalliques pouvant être utilisés avantageusement dans le métal alcalin liquide renfermant des nanoparticules dispersées conforme à la présente invention du point de vue de la facilité avec laquelle le transfert de charges se produit du sodium à chaque nanoparticule métallique de métaux de transition, tels que le titane, le vanadium, le chrome, le manganèse, le fer, le cobalt, le nickel et le cuivre. Les métaux alcalins liquides ont pour propriété de fournir aisément des charges (électrons) dans les interactions avec d'autres éléments. Pour cette raison, les métaux alcalins liquides acquièrent une forte liaison par interaction avec des éléments ayant une forte électronégativité (une propriété de captage de la grande quantité de charges (électrons) d'autres éléments) et ont pour propriété le fait que les deux interactions deviennent fortes ; par exemple, le transfert de charges se produit. En utilisant ces propriétés convenablement, il est possible d'ajuster les propriétés (propriétés physiques) des métaux alcalins liquides. La figure 2 est un diagramme représentant la quantité de transfert de charges de nanoparticules, d'après les éléments métalliques. Les valeurs négatives de l'ordonnée de la figure 2 indiquent que les électrons sont transférés des atomes de sodium aux nanoparticules. Par exemple, ces valeurs indiquent que des électrons en un nombre de l'ordre de 0,23 migrent du sodium au titane. Elles indiquent que les nanoparticules de titane attirent les électrons provenant des atomes de sodium environnants. Cet état de charge est provoqué par une différente d'électronégativité des atomes. En raison de ce transfert de charges, l'écart de charges apparaît à l'intérieur et à l'extérieur d'un amas constitué de nanoparticules et des atomes de sodium 10 environnants. Comme l'extérieur de l'amas décrit ci-dessus est chargé positivement, une force de répulsion est engendrée parmi les amas dans le sodium et la dispersibilité est améliorée. Ainsi, cela suggère que l'état de charge des nanoparticules et du sodium contribue au maintien de la dispersion des nanoparticules. D'après les résultats de l'étude basée sur les figures 1 et 2, il est manifeste que des nanoparticules métalliques pouvant être utilisées avantageusement dans le métal alcalin liquide renfermant des nanoparticules dispersées conformément à la présente invention ont une forte liaison atomique par rapport à celle des métaux alcalins liquides, et que, avec des nanoparticules présentant une grande quantité de transfert de charges, il est possible d'obtenir un métal alcalin liquide renfermant des nanoparticules dispersées qui possèdent une bonne dispersibilité et qui peut maintenir l'état de dispersion au cours du temps. Par exemple, lorsque le métal alcalin liquide est le sodium, des nanoparticules métalliques constituées de n'importe lequel des métaux consistant en titane, vanadium, chrome, fer, cobalt, nickel et cuivre ou des nanoparticules métalliques constituées de n'importe quelle combinaison de ces nanoparticules métalliques sont préférables. 1.2 Vérification expérimentale Dans la vérification expérimentale des calculs théoriques décrits ci-dessus, il est fourni une description d'exemples réels dans lesquels les échantillons sont tels que le métal alcalin liquide est le sodium, les nanoparticules sont des nanoparticules de titane, le diamètre de particule est compris dans l'intervalle de 10 nm à 20 nm, et les nanoparticules de titane sont dispersées dans le sodium servant de métal alcalin liquide à un taux de 2 % at. 11 (1) Tension superficielle Tout d'abord, la tension superficielle du sodium et du sodium renfermant des nanoparticules dispersées sera décrite. Les nanoparticules de titane utilisées dans la présente invention ont été produites par le procédé d'évaporation et ont été ensuite dispersées dans du sodium liquide. Les surfaces des nanoparticules produites sont des surfaces non oxydées. La figure 3 est un diagramme représentant la dépendance en fonction de la température de la tension superficielle du sodium et du sodium avec des nanoparticules de titane dispersées. La mesure de la tension superficielle a été effectuée par la méthode à goutte tombante en utilisant un appareil de mesure de la tension superficielle (produit par ANBE SMT Co., type ST-M-500-G-C). La plage de températures de mesure allait de 200°C à 500°C, et l'atmosphère de mesure avait des concentrations en oxygène non supérieures à 1 millionième et des concentrations en humidité non supérieures à 1 millionième. D'après la figure 3, il est manifeste que, à toutes les températures, la tension superficielle du sodium renfermant des nanoparticules de titane dispersées est supérieure à la tension superficielle du sodium. Cela vient à l'appui des résultats des calculs théoriques. Cela signifie que la tension superficielle du sodium renfermant des nanoparticules dispersées ne varie pas avant et après un transfert de phase, et cela montre que l'interaction atomique est maintenue de manière stable avant et après un transfert de phase. (2) Vitesse d'évaporation Les vitesses d'évaporation du sodium et du sodium avec des nanoparticules sont ensuite décrites. La figure 4 est un diagramme représentant les vitesses d'évaporation du sodium et du sodium renfermant des nanoparticules de titane dispersées. La mesure de la 12 vitesse d'évaporation a été effectuée en mesurant les variations de poids dans une réaction d'oxydation. La mesure des variations de poids dans une réaction d'oxydation a été effectuée en utilisant un dispositif de mesure spécialisé fabriqué préalablement. Le dispositif de mesure est constitué d'un élément chauffant qui chauffe les échantillons de sodium et de sodium renfermant des nanoparticules dispersées à une température constante, une cuvette sur laquelle les échantillons sont placés et une balance (produite par SHINKO DENSHI CO., LTD., type AF-R220) qui mesure le poids des échantillons sur cette cuvette. Les échantillons sur la cuvette ont été chauffés par l'élément chauffant à 550°C ou 600°C, les variations de poids des échantillons ont été mesurées en utilisant la balance et les vitesses d'évaporation des échantillons ont été déterminées en calculant les variations de poids. La figure 4 représente les résultats de la mesure. La mesure a été effectuée dans une atmosphère constituée d'argon gazeux de telle sorte que la concentration en oxygène devienne non supérieure à 1 millionième et la concentration en humidité devienne non supérieure à 1 millionième. D'après la figure 4, il est manifeste que, à toutes les températures, la vitesse d'évaporation du sodium est supérieure à la vitesse d'évaporation du sodium renfermant des nanoparticules de titane dispersées. Cela montre que la liaison interatomique dans le sodium renfermant des nanoparticules de titane dispersées est supérieure à la liaison atomique des atomes de sodium, et cela suggère que l'activité chimique du sodium avec des nanoparticules de titane dispersées diminue plus que l'activité chimique du sodium. 2. Effet de suppression de réaction D'après des diagrammes, l'effet de suppression de réaction de métaux liquides renfermant des nanoparticules dispersées est décrit du point de vue de (1) la chaleur de 13 réaction, (2) la vitesse de réaction, (3) la réaction d'oxydation et (4) la quantité de dispersion de nanoparticules et l'effet de suppression de réaction. (1) Chaleur de réaction Le rapport de la chaleur de réaction du sodium et du sodium avec des nanoparticules dispersées est décrit. La figure 5 est un diagramme représentant le rapport de la chaleur de réaction du sodium et du sodium avec des nanoparticules de titane dispersées. La mesure de la chaleur de réaction a été effectuée en utilisant un appareil de mesure de chaleur de réaction. Le type différentiel a été choisi comme méthode de mesure. L'appareil de mesure de chaleur de réaction utilisé était le type Super CRCe-20-250-2.4 produit par OMNICAL, Inc. En utilisant cet appareil, 2 ml d'eau ont été versés sur un échantillon de 30 mg et la chaleur de réaction provenant de l'échantillon au cours du déversement de l'eau a été mesurée. La température de mesure était égale à 30°C et l'atmosphère de mesure avait des concentrations en oxygène non supérieures à 1 millionième et des concentrations en humidité non supérieures à 1 millionième. Comme le montre la figure 5, la chaleur de réaction du sodium renfermant des nanoparticules de titane dispersées est inférieure d'approximativement 20 % à la chaleur de réaction du sodium. Ainsi, il est manifeste que la réactivité chimique du sodium renfermant des nanoparticules de titane dispersées conformément à la présente invention est supprimée plus fortement que la réactivité chimique du sodium. (2) Vitesse de réaction L'évolution de la réaction du sodium et du sodium avec des nanoparticules dispersées sera décrite. Dans cette description de la vitesse de réaction, la vitesse de réaction a été vérifiée en mesurant les variations de pression de l'hydrogène engendré par une réaction avec l'eau du sodium et du sodium renfermant des 14 nanoparticules de titane dispersées dans un récipient clos hermétiquement. La figure 6 est un diagramme représentant les variations en fonction du temps de l'évolution de la réaction du sodium et du sodium avec des nanoparticules de titane dispersées. L'appareil utilisé pour obtenir les résultats de la figure 6 est approximativement le suivant. L'appareil comprend un récipient pouvant être clos hermétiquement, et un support sur lequel des échantillons sont placés est fourni avec ce récipient, et de l'eau est amenée à tomber en gouttes sur les échantillons placés sur ce support. Cet appareil est muni d'un indicateur de pression capable de mesurer la pression dans le récipient. Dans l'appareil ayant la structure décrite ci-dessus, un échantillon de 200 mg a été installé sur le support, 50 pg d'eau ont été amenés à tomber en gouttes et les variations de pression dans le récipient ont été déterminées en utilisant l'indicateur de pression, ce qui a permis d'obtenir les résultats représentés sur la figure 6. La température initiale dans le récipient a été réglée à 20°C. Dans le cas du sodium, la variation de pression se produisant après avoir amené de l'eau à tomber en gouttes est prononcée, ce qui montre que la réaction entre le sodium et l'eau s'effectue en un coup. À l'opposé, dans le cas du sodium renfermant des nanoparticules de titane dispersées, l'élévation de pression se produisant après avoir amené de l'eau à tomber en gouttes est lente et il est manifeste que la réactivité chimique du sodium renfermant des nanoparticules de titane dispersées conformément à la présente invention est supprimée plus fortement que celle du sodium. (3) Effet de suppression de réaction d'oxydation Les températures de réaction d'oxydation du sodium et du sodium avec des nanoparticules dispersées sont décrites. La figure 7 est un diagramme représentant les variations, en fonction du temps, de la température du 15 sodium et du sodium renfermant des nanoparticules de titane dispersées au cours d'une réaction d'oxydation. L'appareil utilisé pour obtenir les résultats de la figure 7 est constitué schématiquement d'une structure pour injecter un gaz comprenant de l'oxygène sur une nacelle de combustion sur laquelle un échantillon est placé et d'un thermocouple qui mesure la température de la nacelle de combustion. Avant l'injection de gaz sur l'échantillon, la température de la nacelle de combustion a été réglée à 500°C. Le volume d'échantillon de la nacelle de combustion avait une surface de 3 cm2, et l'échantillon installé pesait 1,2 g. Le gaz injecté sur l'échantillon était un mélange gazeux contenant 20 % d'02 et 80 % de N2, et le débit du gaz était égal à 2 1/min. D'après la figure 7, dans le cas du sodium, la réaction d'oxydation s'effectue jusqu'à ce que la température de l'échantillon dépasse 800°C, tandis que, dans le cas du sodium avec des nanoparticules de titane dispersées, la température de réaction ne dépasse pas 600°C. Ainsi, également d'après les variations, en fonction du temps de la température de réaction d'oxydation, il est manifeste que la réactivité chimique du sodium renfermant des nanoparticules de titane dispersées conformément à la présente invention est supprimée plus fortement que celle du sodium. (4) Quantité de dispersion des nanoparticules et effet de suppression de réaction Les variations de propriétés physiques qui dépendent de la concentration de dispersion des nanoparticules de titane sont décrites d'après la chaleur de réaction. La figure 8 est un diagramme représentant la proportion de diminution de chaleur de réaction, qui dépend de la concentration de dispersion des nanoparticules de titane. Sur la figure 8, des calculs ont été effectués sur la base de la proportion réduite de chaleur de réaction du sodium qui est considérée comme étant égale à 0, en faisant varier 16 la quantité de dispersion des nanoparticules de titane à disperser dans le sodium. La mesure de la chaleur de réaction a été effectuée en utilisant un appareil de mesure de chaleur de réaction. La méthode différentielle a été choisie comme méthode de mesure. L'appareil de mesure de chaleur de réaction utilisé était le type Super CRCe-20-250-2.4 produit par OMNICAL, Inc. En utilisant cet appareil, 2 ml d'eau ont été versés sur un échantillon de 30 mg et la chaleur de réaction provenant de l'échantillon au cours du déversement de l'eau a été mesurée. La température de mesure était égale à 30°C et l'atmosphère de mesure avait des concentrations en oxygène non supérieures à 1 millionième et des concentrations en humidité non supérieures à 1 millionième. Comme le montre la figure 8, plus le degré de dispersion des nanoparticules de titane dispersées dans le sodium est grand, plus la proportion réduite de chaleur de réaction est grande et plus la réactivité chimique est faible, ce qui est souhaitable. En conséquence, les métaux alcalins liquides renfermant des nanoparticules dispersées qui sont telles que les nanoparticules métalliques de titane et d'autres métaux sont dispersées dans un métal alcalin liquide à des concentrations de dispersion non supérieures à 10 % at., sont appropriés comme métal alcalin liquide renfermant des nanoparticules dispersées conformément à la présente invention. En outre, plus avantageusement, si cette concentration de dispersion est non supérieure à 5 % at., il est possible d'obtenir des propriétés physiques comme fluide de refroidissement, telles que le point de fusion, la viscosité et la chaleur spécifique, comparables aux propriétés physiques du sodium. En outre, dans le métal alcalin liquide renfermant des nanoparticules dispersées de la présente invention, il est préféré que le diamètre de 17 particule des nanoparticules métalliques dispersées dans un métal alcalin liquide soit non supérieur à 50 nm. 3. Relation entre l'effet de suppression de réaction et le maintien du transfert de chaleur et de la fluidité (1) Point de fusion Les points de fusion du sodium et du sodium renfermant des nanoparticules dispersées sont ensuite décrits. La figure 9 est un diagramme représentant les variations en fonction de la température du flux thermique du sodium et du sodium renfermant des nanoparticules de titane dispersées au cours de la mesure du point de fusion. Un calorimètre à balayage différentiel (produit par Bruker AXS, type DSC3200SA) a été utilisé dans la mesure des points de fusion. En utilisant cet appareil de mesure, les points de fusion ont été mesurés sur un échantillon de 10 mg en élevant la température de la température ambiante à 150°C à une vitesse de 5°C/min. L'atmosphère de mesure avait des concentrations en oxygène non supérieures à 1 millionième et des concentrations en humidité non supérieures à 1 millionième. Comme le montre la figure 9, une différence considérable ne peut être observée entre le point de fusion du sodium renfermant des nanoparticules de titane dispersées et le point de fusion du sodium. De la manière décrite ci-dessus, le sodium renfermant des nanoparticules de titane dispersées conformément à la présente invention, présente une réactivité chimique plus fortement supprimée que le sodium mais, en ce qui concerne les propriétés thermiques telles que le point de fusion, il n'existe aucune variation importante par rapport au sodium avec des impuretés accidentelles et, en conséquence, les propriétés du sodium renfermant des nanoparticules dispersées qui sont comparables à celles du sodium peuvent être prévues comme propriétés d'un fluide de refroidissement. 18 (2) Viscosité Les viscosités du sodium et du sodium avec des nanoparticules dispersées sont ensuite décrites. La figure 10 est un diagramme représentant les variations de viscosité du sodium et du sodium renfermant des nanoparticules de titane dispersées, qui sont provoquées par les variations de température. Un viscosimètre (produit par MTL Instruments, type XL7-900VS10-HT3) a été utilisé dans la mesure des viscosités. La plage de températures de mesure allait de 200°C à 500°C, et l'atmosphère de mesure avait des concentrations en oxygène non supérieures à 1 millionième et des concentrations en humidité non supérieures à 1 millionième. Comme le montre la figure 10, à 200°C et 300°C, une différence considérable ne peut être observée entre la viscosité du sodium renfermant des nanoparticules de titane dispersées et la viscosité du sodium. D'autre part, il est possible de déterminer que, à 400°C et 500°C, la viscosité du sodium renfermant des nanoparticules de titane dispersées excède quelque peu la viscosité du sodium. Cependant, les températures de 400°C et 500°C sont les régions où la viscosité diminue et, en conséquence, cette augmentation de viscosité n'entrave pas fortement les propriétés d'écoulement du sodium renfermant des nanoparticules de titane dispersées comme fluide de refroidissement. De la manière décrite ci-dessus, le sodium renfermant des nanoparticules de titane dispersées conformément à la présente invention présente une réactivité chimique plus fortement supprimée que le sodium mais, en ce qui concerne les propriétés d'écoulement telles que la viscosité, il n'existe pas de différence marquée par rapport au sodium renfermant des impuretés accidentelles et, en conséquence, il est prévu que le sodium renfermant des nanoparticules de titane dispersées conformément à la présente invention 19 conserve des propriétés de fluide de refroidissement comparables à celles du sodium. (3) Chaleur spécifique La chaleur spécifique du sodium et du sodium 5 renfermant des nanoparticules dispersées est ensuite décrite. La figure 11 est un diagramme représentant des variations de chaleur spécifique, en fonction de la température, du sodium et du sodium renfermant des 10 nanoparticules de titane dispersées. Dans la mesure de la chaleur spécifique, un calorimètre à balayage différentiel identique à celui utilisé dans la mesure des points de fusion a été utilisé. En utilisant cet appareil de mesure, la chaleur 15 spécifique a été mesurée sur un échantillon de 10 mg en élevant la température à une vitesse de 5°C/min. La plage de températures de mesure allait de 100°C à 300°C. L'atmosphère de mesure avait des concentrations en oxygène non supérieures à 1 millionième et des concentrations en 20 humidité non supérieures à 1 millionième. D'après la figure 11, il est possible de déterminer que, sur la plage totale de températures, la chaleur spécifique du sodium renfermant des nanoparticules de titane dispersées est inférieure à la chaleur spécifique du 25 sodium, à une valeur d'environ 0,15. Lorsque le sodium renfermant des nanoparticules de titane dispersées conforme à la présente invention est envisagé comme fluide de refroidissement, les propriétés du sodium renfermant des nanoparticules de titane dispersées sont quelque peu 30 inférieures à celles du sodium renfermant des impuretés accidentelles, du point de vue de la chaleur spécifique. Cependant, la réactivité chimique du sodium renfermant des nanoparticules de titane dispersées conformément à la présente invention est supprimée plus fortement que celle 35 du sodium et tout bien considéré l'on peut dire que le sodium renfermant des nanoparticules de titane dispersées 20 conformément à la présente invention est supérieur au sodium renfermant des impuretés accidentelles. La description ci-dessus concerne le cas où un métal alcalin liquide est le sodium et où les nanoparticules sont constituées de titane. Cependant, dans le cas d'un métal alcalin général, pour des combinaisons d'un métal alcalin liquide et de nanoparticules, en produisant des nanoparticules à partir d'un métal qui présente une forte liaison atomique due à une combinaison avec un métal alcalin liquide prescrit comparativement à la liaison atomique d'atomes du métal alcalin liquide prescrit et qui possède une grande quantité de transfert de charges, il est possible d'obtenir un métal alcalin liquide renfermant des nanoparticules dispersées qui présente une bonne dispersibilité, qui peut maintenir la dispersion au cours du temps et dont l'activité chimique est supprimée. En ce qui concerne la concentration de dispersion de nanoparticules dans un métal alcalin liquide, en choisissant les propriétés physiques fondamentales décrites ci-dessus aptes à l'utilisation d'un métal alcalin liquide renfermant des nanoparticules dispersées et en choisissant des concentrations en nanoparticules dans l'intervalle qui n'affecte pas les propriétés physiques fondamentales choisies, il est possible d'obtenir un métal alcalin liquide renfermant des nanoparticules dispersées, convenable pour cette application. Il va de soi que la présente invention n'a été décrite qu'à titre explicatif, mais nullement limitatif, et que de nombreuses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS1. Procédé pour la production d'un métal alcalin liquide renfermant des nanoparticules dispersées en dispersant des nanoparticules dans un métal alcalin liquide, caractérisé en ce que les nanoparticules sont constituées d'un métal ayant une forte liaison atomique due à une combinaison avec le métal alcalin liquide, comparativement à la liaison atomique des atomes du métal alcalin liquide, et en ce qu'un métal ayant une grande quantité de transfert de charges est utilisé dans les nanoparticules. 2. Procédé de production d'un métal alcalin liquide renfermant des nanoparticules dispersées suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le métal alcalin liquide est n'importe lequel des métaux choisis dans le groupe consistant en le sodium, le lithium et les alliages sodium-potassium. 3. Procédé de production d'un métal alcalin liquide renfermant des nanoparticules dispersées suivant la 20 revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les nanoparticules sont constituées de n'importe lequel des métaux de transition, tels que le titane, le vanadium, le chrome, le fer, le cobalt, le nickel et le cuivre. 25 4. Métal alcalin liquide renfermant des nanoparticules dispersées, caractérisé en ce qu' il est produit par le procédé de production d'un métal alcalin liquide renfermant des nanoparticules dispersées suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3. 30