Войти
Scientificrussia.ru

Сэндвич для реактора

2867
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
  • 05.12 00:16
  • 3
В США российский Т-14 «Армата» описали одним словом
  • 05.12 00:12
  • 0
Комментарий к "Стало известно о планах Индии купить российские С-500"
  • 04.12 23:55
  • 1
Фирма из США представила новый автономный надводный беспилотник
  • 04.12 23:37
  • 1
Генштаб Польши одобрил покупку за один доллар 250 американских БТР Stryker
  • 04.12 22:22
  • 11818
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 04.12 20:55
  • 0
Комментарий к "Индия запросит у России пять эскадрилий С-400"
  • 04.12 19:41
  • 2
Индия запросит у России пять эскадрилий С-400
  • 04.12 19:39
  • 3
И еще о росте производства в богоспасаемой империи св. Николая II
  • 04.12 19:29
  • 3
В России оценили вооружение корейских Су-25
  • 04.12 19:10
  • 2
Стало известно о планах Индии купить российские С-500
  • 04.12 17:52
  • 18
В США перспективы российского Су-75 сравнили с «полетом фантазии»
  • 04.12 11:34
  • 0
США запускают программу доминирования в сфере дронов стоимостью $1 млрд
  • 04.12 06:44
  • 0
К вопросу о "лучшем в мире танке/боевом самолете".
  • 04.12 05:01
  • 0
Комментарий к "Америка только что тихо призналась, что не сможет раздавить российскую экономику (The National Interest, США)"
  • 04.12 04:04
  • 1
Глава ФСВТС: Россия и Индия не свернули ни один из проектов ВТС в 2025 году