Войти
Scientificrussia.ru

Сэндвич для реактора

2752
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
  • 02.02 05:49
  • 280
Россия приняла на вооружение новую боевую машину поддержки танков "Терминатор-2", разработанную специально для уличных боев: это настоящий "комбайн смерти"! (Sohu, Китай)
  • 02.02 05:38
  • 7408
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 01.02 20:57
  • 1
Война беспилотников: опубликованы кадры, на которых российский FPV-дрон успешно атакует БПЛА-ретранслятор ВСУ
  • 01.02 20:52
  • 1
В России допустили оснащение Су-57 «Кинжалом»
  • 01.02 15:20
  • 1
«Зеленая» электростанция Ростеха впервые поставила почти 2 млн кВт в энергосеть
  • 31.01 22:17
  • 2
В России запатентовали конструкцию гибрида вертолета и самолета
  • 31.01 20:54
  • 3
«В России разрабатывают вертолет, который в полете превращается в самолет»
  • 31.01 19:55
  • 3
В зоне СВО заметили БМП с «мохнатым» «царь-мангалом»
  • 31.01 17:27
  • 0
Беларусь: выбор сделан, что будет дальше?
  • 31.01 17:23
  • 1
Стало известно о разработке российского гражданского сверхзвукового самолета
  • 31.01 16:49
  • 2
Чемезов заявил, что ОАК будет наращивать производство Су-57
  • 31.01 13:20
  • 2
Концерн «Калашников» завершил испытания в зоне СВО тактических опор под стрелковое оружие для поражения беспилотников
  • 31.01 08:09
  • 150
В России запустили производство 20 самолетов Ту-214
  • 30.01 14:26
  • 0
Пишем – сокращение американских войск в Европе, в уме – подготовка к войне
  • 30.01 00:11
  • 1
Некое сочетание взглядов "со стороны" (сейчас) и "изнутри" (на основе прошлого опыта)