Войти
Scientificrussia.ru

Сэндвич для реактора

2925
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
  • 25.04 15:24
Беларуси стоит задуматься о развитии собственной ядерной программы
  • 25.04 13:32
  • 15630
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 25.04 11:19
  • 22
Новая политика Китая: увеличение процента учёных в ЦК КПК для ускорения развития
  • 24.04 23:58
  • 2
Российский дрон-амфибия "Меридиан" готов к испытаниям на воде
  • 24.04 21:47
  • 1
Министр финансов Украины Марченко: "У нас достаточно средств и оружия, чтобы противостоять России хотя бы до середины 2025 года" (El País, Испания)
  • 24.04 16:17
  • 2
Окружить работой: как Российская армия меняет тактику наступления
  • 24.04 15:48
  • 130
Обзор программы создания Ил-114-300
  • 24.04 13:10
  • 6
Уникальность российского «Терминатора» объяснили
  • 24.04 10:43
  • 1094
Подушка безопасности Ирана на фоне слов Израиля о недостаточности вывоза урана
  • 24.04 09:58
  • 0
Экономика, как зеркало политики
  • 24.04 04:46
  • 4
Франция подставляет Польшу под ядерный ответ России
  • 24.04 04:45
  • 1
Линкор по цене авианосца: ВМС США запросили финансирование для класса Trump
  • 24.04 04:31
  • 1
"Эпическая ярость". Реализуется сценарий, который эксперты не предусмотрели (Interia, Польша)
  • 23.04 17:21
  • 1
Опутали берега: в ВМФ созданы антидронные подразделения
  • 23.04 12:06
  • 2
Комментарий к "В США выступили с тяжелым признанием о российском оружии в зоне СВО"