Ионы титана сделают ядерные реакторы безопаснее

Ученые Томского политехнического университета нашли эффективный способ как защитить тепловыделяющие элементы (твэлы), содержащие в себе топливо для ядерных реакторов. Новая технология позволяет защитить контейнеры для ядерного топлива не только снаружи, но и изнутри при помощи ионной имплантации. Таким образом, водород не попадает внутрь топливного носителя и не разрушит его, что позволяет не только продлить срок действия самого твэла, но и защитить от взрыва при возможных авариях и ЧС ядерный реактор.

Ядерное топливо в реакторах закладывается в специальные «трубки» из циркониевых сплавов, из них формируются твэлы, в которых и происходит ядерная реакция. В результате радиолиза теплоносителя воды и взаимодействия теплоносителя с цирконием под воздействием высоких температур выделяется водород. Водород может накапливаться в оболочках твэлов, разрушая их. Взаимодействие циркония с водой опасно еще тем, что чем выше температура в реакторе, тем больше водорода выделяется.

Новые покрытия способны значительно снизить наводораживание твэлов. Однако они не исключают полностью проникновения водорода в оболочку контейнера для ядерного топлива. Водород все равно проникает через созданный нами барьер внутрь твэла и повреждает его, однако на порядок медленнее, чем в непокрытый сплав.

Проведенные учеными исследования показали, что модифицированный слой успешно захватывает проникающий через покрытие водород. Таким образом, водород не проникает вглубь сплава. Новая методика хороша также и тем, что позволяет обеспечить хорошую адгезию покрытий при высоких температурах — когда защитные слои не отслаиваются от твэла.

Узнать более подробную информацию можно на сайте

ФМБИ