В России создан новый сверхустойчивый композитный материал для ядерных реакторов

Опубликовано 2019-06-13

• 
• директор Института «Умные материалы и технологии» Ирина Курзина
•  © newinform.com

Ученые САЕ «Институт «Умные материалы и технологии» ТГУ в рамках ФЦП разработали новый многослойный материал, предназначенный для производства тепловыделяющих элементов (ТВЭЛ) ядерных реакторов на быстрых нейтронах.

Главные конкурентные преимущества продукта, изготовленного на основе сплава ванадия, заключаются в высокой коррозионной и радиационной стойкости одновременно с простотой изготовления и последующей обработки. Основные потенциальные потребители разрабатываемых материалов и конечной продукции — предприятия государственной корпорации «Росатом».

Композитный материал представляет собой трехслойный материал — хромсодержащая сталь / ванадиевый сплав / хромсодержащая сталь (Х17Н2/V-4.9Ti-4.8Cr/ Х17Н2). Испытания радиационной стабильности показали, что воздействие ионов тяжелых металлов на этот материал не приводит к существенному изменению его фазового состава, композит является коррозионно и радиационностойким.

По словам разработчиков, использование трехслойного композита в изделиях активной зоны атомных реакторов позволит обеспечить радиационную и коррозионную стойкость конструкций при сверхвысоких параметрах эксплуатации — температуре до +700°С и дозах повреждения более 150 смещений на атом (сна) в условиях замкнутого ядерного топливного цикла. Эти характеристики сравнимы с мировыми аналогами, а по некоторым параметрам российский продукт способен и превзойти их.

— Реакторы на быстрых нейтронах эффективнее и безопаснее, чем реакторы на тепловых нейтронах, — поясняет директор Института «Умные материалы и технологии» Ирина Курзина. — Вместе с тем радиационные нагрузки на конструкции в них значительно выше, что приводит к необходимости использовать специальные материалы для корпуса реактора и внутриреакторных систем. Мы разработали новый композит с особыми функциональными характеристиками — повышенной жаропрочностью, высоким сопротивлением статическим, динамическим и радиационным нагрузкам.

В ходе проекта были поданы три патента и три ноу-хау, касающиеся способа получения образцов, методики исследования коррозионных свойств и способа моделирования нейтронной деградации конструкционных материалов воздействием ионами тяжелых металлов.

Стоит отметить, что сегодня в новом материале могут быть заинтересованы представители Белоярской АЭС в Свердловской области, где уже функционируют реакторы на быстрых нейтронах мощностью 600 МВт и 800 МВт. Также в скором времени композиты понадобятся и строящемуся в рамках проекта «Прорыв» реактору в Северске Томской области.

19 мая стало известно, что специалисты Белоярской АЭС начали испытания инновационного топлива для проекта «Прорыв», которое позволит на века обеспечить электроэнергией потребителей.

Источник https://sdelanounas.ru/blogs/120943/