Войти
Scientificrussia.ru

Сэндвич для реактора

2831
0
+5
Сэндвич для реактора
Сэндвич для реактора.
Источник изображения: scientificrussia.ru

Материаловеды Национального исследовательского технологического университета «МИСиС» (НИТУ «МИСИС») создали уникальный трехслойный материал «сталь-ванадий-сталь», который способен долго выдерживать температуры до +700°С, жесткое радиационное облучение, механические напряжения и химическое воздействие и может применяться в оболочках стержней атомных реакторов.


Стержни относятся к ключевым функциональным узлам атомного реактора; они входят в контакт с урановым топливом и управляют интенсивностью течения ядерной реакции. Главная проблема атомного реактора на быстрых нейтронах нового поколения, позволяющего повторно использовать отработанный уран, заключается в серьезных нагрузках, которым подвергаются эти стержни.


Максимальные рабочие температуры оболочек тепловыделяющих элементов (ТВЭЛов) в реакторах нового поколения достигают 550-700°С, с внешней стороны на них действует жидкометаллический теплоноситель – натрий. Создаются нагрузки значительно выше тех, которые могут выдержать оболочки стержней существующих реакторов.


Для замыкания ядерного топливного цикла в реакторе на быстрых нейтронах нового поколения необходимы новые конструкционные материалы, способные обеспечивать более высокое выгорание топлива, по сравнению с достигнутым в настоящее время. Эти материалы должны выдерживать повреждающие дозы облучения до 180-200 сна (смещений на атом), вместо максимальных 100-130 сна для существующих материалов.


В таких условиях оболочки стержней, выполненных из стали, просто не способны работать. Перед исследователями встала задача создать материал, способный в течение длительного периода выдерживать одновременное воздействие нескольких факторов сверхагрессивной внешней среды.


«Наш коллектив разработал трехслойный материал «сталь-ванадиевый сплав-сталь», представляющий собой «сэндвич». Ферритная коррозионностойкая сталь в нем обеспечивает коррозионную стойкость, а ванадиевый сплав (V-4Ti-4Cr) – жаропрочность и радиационную стойкость, достаточные, чтобы противостоять воздействию сверхжестких сред атомного реактора», – рассказала соавтор исследования, аспирант кафедры металловедения и физики прочности НИТУ «МИСиС» Александра Баранова.


По ее словам, создать подобный композит – задача сама по себе непростая, поскольку два материала должны быть максимально монолитны в местах соединения.


«Решить проблему удалось применением сложной деформационно-термической обработки трехслойных заготовок, включающей горячую коэкструзию (прессование), радиальную ковку и совместную прокатку. В результате происходит формирование «переходной зоны» на границе материалов-компонентов, в которой материалы диффундируют один в другой, что обеспечивает высокую прочность их соединения», - рассказала Александра Баранова.


Как сообщили ученые, в результате применения технологии сталь и ванадиевый сплав «прорастают» друг в друга. Научному коллективу удалось создать прототип оболочки стержня, который представляет собой монолитную трехслойную трубку.


Лабораторные испытания показали высокую механическую прочность полученного композита при рабочих температурах до 700°С. В ближайшее время разработчики планируют приступить к долгосрочным исследованиям трехслойного материала на радиационную стойкость.


Пресс-служба НИТУ «МИСиС»

Права на данный материал принадлежат Scientificrussia.ru
Материал размещён правообладателем в открытом доступе
  • В новости упоминаются
Хотите оставить комментарий? Зарегистрируйтесь и/или Войдите и общайтесь!
ПОДПИСКА НА НОВОСТИ
Ежедневная рассылка новостей ВПК на электронный почтовый ящик
  • Разделы новостей
  • Обсуждаемое
    Обновить
  • 25.08 20:41
  • 0
Ответ на "Три полноценных дивизиона С-400 на борту: почему новый российский крейсер такой зверь по части ПВО? (Military Watch Magazine, США)"
  • 25.08 19:41
  • 0
Ответ на "Почему новейший фрегат российского ВМФ не дает американским стратегам спать по ночам (The National Interest, США)"
  • 25.08 18:16
  • 10229
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 25.08 18:15
  • 0
Ответ на "Срочный корпус: Россия завершает модернизацию пяти атомных подлодок"
  • 25.08 15:38
  • 1
ОАК запатентовала похожий на Boeing 787-9 дальнемагистральный самолет
  • 25.08 15:21
  • 1
Сергей Чемезов: потолок у нашей "оборонки" еще очень высокий
  • 25.08 12:12
  • 2
«Для укрепления общей безопасности»: начинает формироваться альянс между Китаем, Пакистаном и Афганистаном
  • 25.08 07:54
  • 1
SpaceX запустила беспилотный космоплан X-37B
  • 25.08 05:31
  • 1514
Корпорация "Иркут" до конца 2018 года поставит ВКС РФ более 30 истребителей Су-30СМ
  • 24.08 19:02
  • 0
Комментарий к "Army Recognition: Польша становится ведущей «танковой» державой в Европе"
  • 24.08 18:40
  • 129
Путин и отношения с Азербайджаном: фокус на Южном Кавказе (Al Mayadeen, Ливан)
  • 24.08 11:38
  • 43
МС-21 готовится к первому полету
  • 24.08 11:33
  • 1
Китайский аналог американского Osprey взлетел
  • 24.08 11:29
  • 22
КНДР ратифицировала договор о стратегическом партнерстве с Россией - ЦТАК
  • 24.08 11:25
  • 1
"Просто фантастика": Владимир Путин рассказал о новейшем супероружии России