Войти
Scientificrussia.ru

Сэндвич для реактора

2879
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
  • 25.12 08:22
  • 12444
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 25.12 08:01
  • 2
В России собрались использовать для перевозки пассажиров дирижабли
  • 25.12 07:16
  • 0
Комментарий к "Болезненные истины (Die Welt, Германия)", и "Известен новый лидер Европы? Запад должен осознать неотвратимость ядерной эскалации"
  • 25.12 04:37
  • 1
Известен новый лидер Европы? Запад должен осознать неотвратимость ядерной эскалации
  • 25.12 04:33
  • 0
Комментарий к "Эксперты: «Золотой флот» Трампа столкнется с принципиальной проблемой"
  • 24.12 23:48
  • 0
Комментарий к "В ЕС может разгореться гражданская война после того, как одна из стран сделала сенсационное заявление по Украине (Daily Express, Великобритания)"
  • 24.12 23:19
  • 1
Самолет «Байкал» совершит первый полет в ближайшие дни
  • 24.12 22:49
  • 0
Комментарий к "Флот, который построит Трамп. Что известно о новых боевых кораблях США?"
  • 24.12 09:48
  • 2
Комментарий к ""Новый фронт". Что начинается на северных границах России"
  • 24.12 08:07
  • 0
Комментарий к "Как улучшит Су-57 загадочное «изделие 177»"
  • 24.12 03:08
  • 0
Комментарий к "Путин не сдается, и Россия стремится к полной победе (The National Interest, США)"
  • 24.12 01:41
  • 0
Комментарий к "Атомный рывок Пекина: Китай поставил рекорд мира по генерации электроэнергии"
  • 24.12 00:04
  • 0
Комментарий к ""Европейцы готовы направить войска на Украину" (Bild, Германия)"
  • 23.12 21:38
  • 0
Комментарий к "Бесславный конец: танки Т-84 ВСУ "сдохли", так и приняв участие в боях"
  • 23.12 15:24
  • 1
Главком Сухопутных войск провел расширенное заседание Военного совета