Российские ученые разработали хромовые покрытия для защиты циркониевых элементов ТВС

Ученые Томского политехнического университета изучили поведение сварных соединений из циркониевого сплава Э110, полученных при помощи лазерной сварки.

На циркониевые изделия, применяемые при изготовлении тепловыделяющих сборок (ТВС) водо-водяных энергетических реакторов (ВВЭР), были нанесены защитные покрытия из хрома, защищающие их от окисления. Результаты исследования ученых опубликованы в журнале Corrosion Science (Q1, IF 7.205).

Урановое топливо в реакторах типа ВВЭР находится в протяженных трубах из циркониевого сплава. Они составляют оболочку тепловыделяющего элемента (ТВЭЛа). При облучении топлива потоком нейтронов начинается цепная реакция деления, сопровождающаяся выделением тепловой энергии, которая затем передается теплоносителю,

— поясняет доцент Научно-образовательного центра Б.П. Вейнберга Дмитрий Сиделёв.

— При нарушении режима работы реактора и возникновении аварийных ситуаций повышается риск развития самоподдерживающейся пароциркониевой реакции, приводящей к интенсивному окислению ТВС, выделению тепла и генерации водорода. В результате этого целостность ТВС может нарушиться. Урановое топливо попадает в активную зону ядерного реактора и вызывает, как результат, — нарушение радиационной обстановки».

Ученые всего мира сегодня заняты исследованиями в рамках концепции по разработке толерантного топлива, т.е. устойчивого к подобного рода авариям. Команда ТПУ решает одну из таких задач комплексно, работая над предотвращением разрушения оболочек ТВЭЛов и дистанцирующих решеток, выполненных из циркониевого сплава.

Хромовые покрытия представляют собой тонкую пленку толщиной 10 микрометров. В качестве материала для создания защитных покрытий хром был выбран не случайно: это жаростойкий металл, устойчивый к окислению и коррозии. Исследования проводились сначала на тестовых образцах, затем на промышленных — Новосибирский завод химконцентратов (АО «ТВЭЛ») изготовил для томских ученых образцы сварных соединений по своей производственной технологии. Покрытия наносились с помощью вакуумной ионно-плазменной установки, разработанной сотрудниками НОЦ Б.П. Вейнберга ИЯТШ ТПУ.

Были проведены большие работы по оптимизации структуры и состава хромовых покрытий. Опытным путем мы выявили приемлемый режим осаждения покрытий, чтобы добиться их максимально плотной структуры.

Это необходимо для того, чтобы кислород не проникал внутрь сплава и не инициировал процесс окисления. Также мы выяснили как влияет на процесс окисления толщина покрытий. В итоге установили необходимый диапазон толщин покрытий (10-15 микрометров), который не влечет за собой больших потерь для работы реакторов типа ВВЭР, обеспечивает высокую коррозионную стойкость и защиту ТВС в аварийных условиях»,

— комментирует один из авторов статьи, заведующий Лабораторией перспективных материалов и обеспечения безопасности водородных энергосистем Егор Кашкаров.

Применение защитных хромовых покрытий увеличивает для операторов реактора время на принятие решений при аварийных ситуациях.

В настоящий момент ученые ТПУ изучают возможности режим оптимизации элементного состава и структуры защитных покрытий для повышения их защитных свойств. Работы ведутся в рамках гранта РНФ.

11.01.2022





Высокие технологии

Только и света в окошке, что один фотонТолько и света в окошке, что один фотон

Исследователи разработали новый детектор, кото...

Мягкая сила. Новые мягкие роботы станут более подвижными и управляемымиМягкая сила. Новые мягкие роботы станут более под...

Одним из достоинств мягких автономных роб...

Прозрачный, что ли? Ученые усовершенствовали электроды глубоким ультрафиолетомПрозрачный, что ли? Ученые усовершенствовали элек...

Ученые из Токийского столичного университ...

Ученые выяснили, как меняется ионная емкость глин, смоченных водойУченые выяснили, как меняется ионная емкость глин...

Изучение взаимодействия между структурой молек...

Как подавить теплопроводность (не про Северные потоки)Как подавить теплопроводность (не про Северные по...

Группа исследователей недавно раскрыла новый м...

Допрыгались! Ученые случайно открыли материал, который прыгает совсем как кузнечикДопрыгались! Ученые случайно открыли материал, ко...

Инженеры из Университета Колорадо в ...

Ученые создали гибридную магнито-оптомеханическую систему с тонкой настройкойУченые создали гибридную магнито-оптомеханическую...

Исследовательская группа под руководством...

Разработан перспективный метод управления терагерцовым лучомРазработан перспективный метод управления терагер...

Обычно исследования активных метаповерхностей ...

Не пустой звукНе пустой звук

Управлять физическими предметами на расст...

Найден способ генерировать магнитные поля в диэлектриках без увеличения преломленияНайден способ генерировать магнитные поля в диэле...

Ученые Томского политехнического университета ...

Российские ученые предложили эффективный метод синтеза сверхтвердого борида вольфрамаРоссийские ученые предложили эффективный метод си...

Ученые из Сколтеха и Томского полите...

Российские инженеры сконструировали первый российский 3D-принтер для космосаРоссийские инженеры сконструировали первый россий...

Инженеры Томского политехнического университет...

В России создали аналог импортных навигационных системВ России создали аналог импортных навигационных с...

Аналог импортных навигационных систем разработ...

Химики СПбГУ придумали греющийся термос для проведения реакцийХимики СПбГУ придумали греющийся термос для прове...

Ученые Санкт-Петербургского университета совме...

Эко-робот Umoz обожает влажность и не любит солнечные лучиЭко-робот Umoz обожает влажность и не любит солне...

Разработку необычных роботов-компаньонов продо

Российские ученые разработали высокопрочные материалы из прекерамической бумаги для авиакосмической отраслиРоссийские ученые разработали высокопрочные матер...

Исследователи Томского политехнического универ...

Ученые разработали принципиально новый тип безлинзовых оптических ловушек для «лаборатории на чипе»Ученые разработали принципиально новый тип безлин...

Ученые Томского политехнического университета ...

Российские ученые научились управлять частотой спектральной линии черенковского дифракционного излученияРоссийские ученые научились управлять частотой сп...

Ученые Томского политехнического университета ...

Российские ученые разработали хромовые покрытия для защиты циркониевых элементов ТВСРоссийские ученые разработали хромовые покрытия д...

Ученые Томского политехнического университета ...

Робособака поможет бороться с самозахватом городских территорийРобособака поможет бороться с самозахватом городс...

В распоряжении специалистов Госинспекции по&nb...

На форуме Nobel Vision спрогнозируют технологическое будущее планетыНа форуме Nobel Vision спрогнозируют технологичес...

Форум Nobel Vision. Open Innovations 2.0 пройд...

В Московском Политехе разработали первый отечественный фотополимерный принтер, работающий по технологии LCDВ Московском Политехе разработали первый отечеств...

Устройство можно использовать в стоматоло...

Промышленные роботы приходят в НовосибирскПромышленные роботы приходят в Новосибирск

16 ноября на базе Новосибирского государс...

Разработан «симулятор пальца» для оценки безопасности роботовРазработан «симулятор пальца» для оценки безопасн...

Корпорации разработали технологию оценки безоп...

Разработана целая технология для выявления горьких орешковРазработана целая технология для выявления горьки...

Наверняка каждому хоть раз попадалась мин...

Ученые открыли такие свойства спирта, о которых никто и подумать не могУченые открыли такие свойства спирта, о которых н...

Ученые Сколтеха вместе с коллегами из&nbs...

Химики предложили новый способ нанесения электропроводящего полимера для тонкого контроля качества покрытияХимики предложили новый способ нанесения электроп...

Ученые РХТУ им. Д.И. Менделеева вместе с ...

Прорыв с коллоидными "шахматами" поможет в медицинеПрорыв с коллоидными "шахматами" поможет в медици...

Коллоидные частицы становятся все более з...

Прочнее стали. Этот несгибаемый углепластикПрочнее стали. Этот несгибаемый углепластик

В современном мире в машиностроении, авиа...

Ученые создали человека-паука, бросившего вызов гравитацииУченые создали человека-паука, бросившего вызов г...

Специальные вакуумные присоски уже позвол

Поиск на сайте

Магазин

  
Kingston HyperX 3K 240GB (SH103S3/240G)8290.00 руб.

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Наземные беспилотные роботы: будущее или настоящее?Наземные беспилотные роботы: будущее или настоящее?
Мастерские инноваций открылись в Казани на три дняМастерские инноваций открылись в Казани на три дня
Незнание языков – не помеха для успехаНезнание языков – не помеха для успеха
Достаточно ли часа зарядки для нормального веса?Достаточно ли часа зарядки для нормального веса?
Инвестиции в инновации: инертность преодоленаИнвестиции в инновации: инертность преодолена
Новости науки в массы следует нести в упрощенном форматеНовости науки в массы следует нести в упрощенном форма
«Загадочный для многих медийщиков ресурс» снова в строю«Загадочный для многих медийщиков ресурс» снова в стро
В Татарстане на базе КФУ открылся инновационный центр Cisco. На очереди еще одинВ Татарстане на базе КФУ открылся инновационный центр
Британский ученый выяснил, кому реже одобряют кредитБританский ученый выяснил, кому реже одобряют кредит
Исследована галактика с активным формирование звездИсследована галактика с активным формирование звезд
Классическая музыка полезна для новорожденныхКлассическая музыка полезна для новорожденных
Шизофреники непредсказуемы и способны на убийствоШизофреники непредсказуемы и способны на убийство
Щепотка калия позволит лучше сохранять водородЩепотка калия позволит лучше сохранять водород
Солнечная угроза наталкивает на мысли о переселении на МарсСолнечная угроза наталкивает на мысли о переселении на
Ученые разгадали тайну снежинкиУченые разгадали тайну снежинки

Новости компаний, релизы

Зачем и как ученые Нейрокампуса РНИМУ выращивают органоиды мозга в пробиркеЗачем и как ученые Нейрокампуса РНИМУ выращивают орган
Ученые выясняют, что заставляет нуклоны «держаться вместе»Ученые выясняют, что заставляет нуклоны «держаться вме
4 тренда L&D, за которыми следует следить4 тренда L&D, за которыми следует следить
Новые условия, новые платформы и новые действия: в Плехановском университете определят, куда движется РоссияНовые условия, новые платформы и новые действия: в Пле...
Как IT-решения помогают компаниям общаться с клиентамиКак IT-решения помогают компаниям общаться с клиентами