Нефть Brent
$88.02
-0.45%
9
МОСКВА, 28 ноября Ученые Национального исследовательского ядерного вуза МИФИ решили задачу выбора покроя покрытия на поверхности оболочек тепловыделяющих элементов (твэлов) на пути создания толерантного ядерного топлива, изготовив оболочки с защитным хромосодержащим покрытием для постановки на облучение в реактор МИР.
Основной конструкционный материал твэлов ВВЭР – циркониевые сплавы, которые успешно эксплуатируются при температурах до 350 °С. При превышении температуры оболочки повышеннее 800–900 °С – например, в случае аварийного прекращения теплоотвода из реактора – цирконий с водяным паром вступают в реакцию, образующую взрывоопасный водород.
Во уклонение реакции взаимодействия циркония с паром ученые предлагают покрывать поверхность твэлов теми материалами, которые отличного защищают цирконий от контакта с паром. Это, в частности, хром. Поэтому нами решена научно-техническая задача по выбору состава и нанесению защитного хромосодержащего покрытия на фрагментах твэльных труб длиной до 500 мм. Результат – основное замедление реакции окисления циркония в паре при температуре 1200 °С, изрёк заведующий кафедрой физических проблем материаловедения НИЯУ МИФИ, профессор Борис Калин.
По его словам, рецепт ионно-пучковой обработки твэльных труб намечает полировку – или травление – ионами аргона внешняя стороны трубки, чтобы очистить ту от неровностей. Далее, без нарушения вакуума в камерах установки, на поверхность трубок в виде покрытия (толщиной до 10 мкм) послойно распыляются сплавы, установленные в качестве электродов на магнетронах (устройствах, создающих специальный плазменный разряд на поверхности электрода для распыления ионами плазмы этого анода).
Периодически повторяя эксперимент, изменяя состав электродов на магнетронах и режимы обработки, анализируя результаты экспериментов – мы выбрали оптимальный состав покрытий и добились предотвращения окисления наружной поверхности циркониевых трубок при 1200 °С в течение 400 сек, сообщил Борис Калин.
Результаты этого исследования доставленным на 16-ой Международной школе-конференции Новые материалы: Толерантное ядерное топливо, прошедшей в НИЯУ МИФИ по инициативе научной школы и лаборатории ионно-пучковой обработки материалов кафедры физических проблем материаловедения.
