Войти
Scientificrussia.ru

Сэндвич для реактора

2823
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
  • 05.08 10:02
  • 1
Что будет, если Россия применит ядерное оружие на Украине? (The Atlantic, США)
  • 05.08 06:08
  • 12
Зимбабве получила 18 вертолётов «Ансат»
  • 05.08 04:30
  • 9844
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 05.08 03:04
  • 3
Турки обещают не пускать американские АПЛ в Чёрное море на фоне сделанных Трампом заявлений
  • 05.08 00:19
  • 0
Ответ на "ВКС РФ наращивают темпы поступления истребителей Су-57"
  • 05.08 00:03
  • 0
Ответ на "Как изменилась российские боевые действия в воздухе против Украины: взгляд с борта разведывательного самолета НАТО (Business Insider, Германия)"
  • 04.08 23:09
  • 0
Ответ на "Орбан: мир на Украине наступит, когда Запад поймет, что она не может быть в НАТО"
  • 04.08 22:05
  • 0
По поводу "Перевооружение сил ПВО на системы С-350 "Витязь" и С-400 "Триумф" продолжается"
  • 04.08 21:26
  • 0
Ответ на "В США новейший российский «Штурм» признали устаревшим"
  • 04.08 18:07
  • 3
"Провокация с двух направлений". Реальны ли угрозы НАТО для Калининграда
  • 04.08 02:53
  • 1
Эксперт Степанов рассказал, что России даст размещение "Орешников" за рубежом
  • 04.08 02:37
  • 1
Перевооружение бундесвера: истребители Eurofighter, танки и миллиарды инвестиций для сильнейшей армии Европы (Berliner Zeitung, Германия)
  • 04.08 02:11
  • 1
Орбан: мир на Украине наступит, когда Запад поймет, что она не может быть в НАТО
  • 03.08 21:12
  • 1
ВМС Перу приняли на вооружение второй ДВКД класса "Макассар"
  • 03.08 18:27
  • 5
Всемирное Смутное время: хочет ли в действительности Европа воевать - Мнения ТАСС