В США разработано новое покрытие для ядерных топливных стержней реактора АЭСВ США разработано новое покрытие для ядерных топливных стержней реактора АЭСКоманда исследователей из Массачусетского технологического института разработала новое покрытие для ядерных топливных стержней, которое способно предотвратить масштабное радиационное заражение местности при катастрофах аналогичных Чернобылю и Фукусиме.

Ученые смогли найти замену сплаву циркония с оловом, так называемому циркалою, который в аварийных условиях становится причиной выработки огромного количества взрывоопасного водорода. Так, в марте 2011 года в Японии после землетрясения магнитудой 9,0 и мощного цунами, на АЭС Фукусима выключилась система охлаждения ректоров. В результате, перегретые топливные стержни, покрытые циркалоем, запустили каталитическую реакцию по расщеплению горячего водяного пара. В итоге реактор превратился в огромный генератор водорода, который смешался с воздухом и превратился в гремучий газ. Эта взрывоопасная смесь способна разрушить практически любое бетонное укрытие и выбросить в воздух радиоактивные материалы.

Циркалой используется на 90% водоохлаждаемых ядерных реакторов, так что подобные аварии могут случиться в различных регионах нашей планеты. К сожалению, до сих пор не удавалось найти достаточно прочную и эффективную замену циркалою, который идеально подходил бы для облицовки топливных стержней, если бы не «водородная проблема».

 Американские ученые в настоящее время испытывают новый материал для облицовки - карбид кремния (SiC). Этот керамический материал не только хорошо противостоит воздействию тепла, пара и нейтронов, но и очень медленно реагирует с водой. Это не только снижает риск образования водорода и взрыва, но и продляет срок службы топливных стержней, что критически важно для стоимости эксплуатации АЭС.

Уже проведены высокотемпературные исследования окисления облицовки из карбида кремния. В экстремальных условиях аварии, скорость коррозии SiC в 100-1000 раз меньше, чем у циркалоя. Циркалой теряет прочность при увеличении температуры: становится на 2% менее прочным с ростом температуры на каждые 10 градусов Цельсия, а при 1300 градусов Цельсия начинает разрушаться. В свою очередь, керамическое покрытие не теряет свойств даже при температуре значительно превышающей 1500 градусов Цельсия.

Пока до широкомасштабного применения нового покрытия далеко, поскольку не закончен весь цикл испытаний: предстоит проверка на долговечность, работу в самых разных аварийных ситуациях и т.д. Кроме того, есть и техническая проблема: обычно топливные стержни на конце заглушаются металлическими дисками, которые приваривают к циркалою. Понятно, что к керамике приварить металл не получится, а значит нужно придумать способ надежно соединять различные керамические детали.

Зарегистрируйтесь для добавления комментариев

Новости