Войти
Scientificrussia.ru

Сэндвич для реактора

2951
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
  • 25.06 02:16
  • 1
Путин обвиняет НАТО в подготовке к войне против России (Die Welt, Германия)
  • 25.06 01:22
  • 6
Ушаков: РФ ждёт не выполнения договоренностей Анкориджа, а победы
  • 25.06 00:00
  • 0
Комментарий к "Европа ищет агрессора, роль которого Россия играть не будет (Политика, Сербия)"
  • 24.06 06:04
  • 129
МС-21 готовится к первому полету
  • 24.06 05:39
  • 0
Комментарий к "В США рассказали о советском «Граните» для уничтожения авианосцев"
  • 24.06 01:40
  • 1
Зеленский подписал закон об увеличении военных расходов на 2026 год
  • 24.06 01:33
  • 3
Почему Politico в последний момент отменило статью Лаврова
  • 24.06 00:38
  • 5
О Су-57 - свежая (от 19 июня) статье MWM
  • 24.06 00:05
  • 2
Як-130 с оружием "воздух-воздух" может быть прекрасным охотником на БПЛА
  • 23.06 12:56
  • 16160
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 23.06 05:26
  • 1
Удар по Воронежу противник наносил франко-британскими ракетами Storm Shadow
  • 22.06 23:29
  • 0
О цитатах из Е. Холмогорова.
  • 22.06 20:53
  • 1
На Западе рассказали о будущем Т-14 «Армата»
  • 22.06 05:23
  • 0
Комментарий к "УДОБНАЯ ИСТОРИЯ, ИЛИ КАК ВЫПИЛИТЬ ИЗ ИСТОРИИ РОССИИ XX ВЕК"
  • 22.06 03:25
  • 0
Об "Орланах" - от 19fortyfive.