Войти
Scientificrussia.ru

Сэндвич для реактора

2881
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
  • 14.01 11:30
  • 13374
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 14.01 10:35
  • 46
"Для прорыва островных цепей". Китай дал мощный ответ Пентагону
  • 14.01 05:30
  • 6
Россия получила четыре повода для гордости за свою авиацию
  • 14.01 03:22
  • 1
Стартап из США планирует построить отели на Луне
  • 13.01 23:27
  • 1
Казахстан планирует организовать производство турецкого легкого танка "Тулпар"
  • 13.01 15:31
  • 6
Искусственный интеллект - реальность, которую поздно отрицать
  • 13.01 14:55
  • 5
Стали известны подробности об уничтожившем украинский F-16 российском С-300
  • 13.01 12:43
  • 1
Российская гиперзвуковая ракета стала первым испытанием для нового немецкого противоракетного щита (Die Welt, Германия)
  • 13.01 09:04
  • 1
Жиль Грессани, эксперт по вопросам геополитики: "Доктрину Трампа можно выразить одним понятием: реколонизация" (Le Monde, Франция)
  • 13.01 08:55
  • 1
Командир дивизиона ЗРК рассказал, как ПВО сбила истребитель F-16
  • 13.01 07:30
  • 33
Топливные и энергетические объекты Украины из космоса
  • 13.01 01:18
  • 1
МИД КНР призвал США не прикрывать интересы в Арктике защитой от Китая и России
  • 12.01 23:33
  • 3
О России и Иране - в свете последних событий
  • 12.01 18:23
  • 1
Противник утверждает, что ВС РФ начали применять БПЛА «Герань-5»
  • 12.01 18:16
  • 1
Удар «пустой болванкой Орешника»: стоит ли переживать о том, что без взрывчатки