Войти
Scientificrussia.ru

Сэндвич для реактора

2910
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
  • 15.03 21:06
  • 531
Подушка безопасности Ирана на фоне слов Израиля о недостаточности вывоза урана
  • 15.03 20:06
  • 14995
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 14.03 22:18
  • 0
Комментарий к "Пашинян обвинил Россию в «препятствовании» примирению Еревана и Баку"
  • 14.03 20:34
  • 0
Способен ли российский ВМФ - сейчас, и лет на 20-30 вперед - решать свои задачи по противодействую ВМФ Запада?
  • 14.03 18:38
  • 0
Комментарий к "США прикрыли операцией в Иране переброску войск к России"
  • 14.03 05:30
  • 2
Комментарий к "Ракетные крейсера уцелевшей Российской Империи. Проект 1255 «Скопа». Крейсер «Императрица Мария»"
  • 14.03 02:59
  • 1
Пашинян обвинил Россию в «препятствовании» примирению Еревана и Баку
  • 13.03 23:35
  • 0
Комментарий к "Иран захотел применить аналог «российского кошмара ВМС США». Что известно о высокоскоростных торпедах?"
  • 13.03 23:01
  • 0
Комментарий к "Атаки украинских БПЛА становятся всё массированнее и длительней"
  • 13.03 22:16
  • 0
Чем отличается ВМФ РФ от ВМФ Ирана
  • 13.03 21:34
  • 0
Комментарий к "Как США удалось так быстро расправиться с ВМС Ирана"
  • 13.03 21:00
  • 0
Комментарий к "Экономическая эквилибристика"
  • 13.03 15:58
  • 0
Экономическая эквилибристика
  • 13.03 15:49
  • 0
Совет безопасности и обороны против правительства Польши
  • 13.03 15:43
  • 0
Европа и «бумеранг добра»