Войти
Scientificrussia.ru

Сэндвич для реактора

2918
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
  • 05.04 11:04
  • 941
Подушка безопасности Ирана на фоне слов Израиля о недостаточности вывоза урана
  • 05.04 07:48
  • 15365
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 04.04 22:54
  • 1
Опасные роботы: зенитчиков научат борьбе с наземными дронами
  • 04.04 22:50
  • 1
Атаки украинских БПЛА становятся всё массированнее и длительней
  • 04.04 22:46
  • 1
Тяжелый дрон ВС России превзошел "Бабу-ягу" во время боев за Константиновку
  • 04.04 22:41
  • 1
Комментарий к "Стало известно о появлении новейшего радара у российских Су-35"
  • 04.04 22:32
  • 1
Ядерные учения России в Сибири вызвали ужас на Западе
  • 04.04 12:51
  • 2
Россия на Луне соберет ядерную ЭУ в 2032 году
  • 03.04 23:52
  • 0
Комментарий к "ГОЛОСА ИЗ ПРОШЛОГО, НАГНАВШИЕ МЕНЯ"
  • 03.04 16:39
  • 1
Необитаемый подводный аппарат Guardian ВМС США действует автономно до 45 дней
  • 03.04 16:38
  • 1
Сроки создания полностью российского спутника связи «сдвинулись»
  • 03.04 16:27
  • 1
Первые сутки возвращения человечества к Луне: корабль Orion показал себя самым комфортным из американских
  • 03.04 04:44
  • 0
Комментарии к "Как усилить защиту нефтяной инфраструктуры России", и "Недружественный огонь: как Россия ответит на украинские атаки на Усть-Лугу"
  • 03.04 02:42
  • 2
Западная пресса: «Россия выстроила кольцо ПВО вокруг Москвы»
  • 03.04 01:13
  • 0
Комментарий к "Трёхходовка Нетаньяху. Трамп лишь ширма? Раскрыта стратегическая игра Израиля"