Войти
Scientificrussia.ru

Сэндвич для реактора

2767
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
  • 10.03 17:05
  • 512
Россия приняла на вооружение новую боевую машину поддержки танков "Терминатор-2", разработанную специально для уличных боев: это настоящий "комбайн смерти"! (Sohu, Китай)
  • 10.03 16:13
  • 7962
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 10.03 15:53
  • 9
Макрон счел неприемлемым требование России демилитаризовать Украину
  • 10.03 13:57
  • 1
Франция объявила о выделении Украине нового пакета военной помощи за счёт доходов от замороженных российских активов
  • 10.03 13:47
  • 2
В Польше планируют ввести всеобщую обязательную военную подготовку
  • 10.03 13:16
  • 1
Зарубежные заказчики проявляют интерес к уникальной российской снайперской винтовке ВКС
  • 10.03 13:07
  • 1
Без поддержки США оборона Европы рискует “схлопнуться” за несколько недел (Bloomberg, США)
  • 10.03 13:03
  • 1
«Отец всех мангалов»: в зоне СВО замечена самая защищённая «Мотолыга»
  • 10.03 12:49
  • 1
Леденящие душу фото. Военный корабль Путина проходит через Ла-Манш и готовится к атаке… под прицелом королевского фрегата (The Sun, Великобритания)
  • 10.03 12:19
  • 8601
Минобороны: Все авиаудары в Сирии пришлись по позициям боевиков
  • 10.03 10:29
  • 1
Трамп продолжает давить на Украину, а Путин, похоже, готов к перемирию (Bloomberg, США)
  • 10.03 10:12
  • 1
Россия призывает Великобританию не отправлять войска на Украину – грозное предупреждение для НАТО (Daily Express, Великобритания)
  • 10.03 09:51
  • 1
"Европе и Украине надо готовиться к худшему сценарию". Лукаш Адамски комментирует для Haqqin.az (Haqqin.az, Азербайджан)
  • 10.03 08:00
  • 3
Британский большой подводный дрон приступит к испытаниям в апреле
  • 10.03 02:36
  • 9
О готовности Зеленского/бандеровщины к миру.