Войти
Scientificrussia.ru

Сэндвич для реактора

2905
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
  • 23.02 16:35
  • 3
В США сочли правильным оставить Россию без «Адмирала Кузнецова»
  • 23.02 16:06
  • 14620
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 23.02 14:03
  • 8
Искусственный интеллект - реальность, которую поздно отрицать
  • 23.02 13:14
  • 1
Российское «Око» заметили в зоне СВО
  • 23.02 11:08
  • 6
И еще о росте производства в богоспасаемой империи св. Николая II
  • 23.02 00:53
  • 0
Комментарий к "МиГ-23Б (32-24) – истребитель с крылом изменяемой стреловидности"
  • 22.02 22:09
  • 0
Комментарий к "Российский Ту-22М3 назвали самолетом завтрашнего дня", и к "«Отвечает требованиям завтрашнего дня»: военэксперт о роли Ту-22М3 на СВО"
  • 22.02 19:13
  • 22
Подушка безопасности Ирана на фоне слов Израиля о недостаточности вывоза урана
  • 22.02 15:22
  • 1
МиГ-23Б (32-24) – истребитель с крылом изменяемой стреловидности
  • 21.02 20:17
  • 1
Танк Т-90М очень хорош, а Т-90М2 должен быть еще лучше
  • 21.02 05:27
  • 0
К вопросу о "стратегических" и "дальних" бомбардировщиках.
  • 21.02 01:47
  • 0
Комментарий к "В США рассказали о «трудном выживании» российских Ту-22М3"
  • 20.02 14:09
  • 1
В России разработают гусеничный аэропорт для дронов
  • 20.02 12:55
  • 1
Комментарий к "Российский «Триумф» назвали головной болью НАТО"
  • 19.02 20:26
  • 0
Комментарий к "Аналитики предупреждают: Су-35 с ракетами увеличенной дальности угрожают превосходству НАТО в воздухе (Business Insider, Германия)"