Росатом завершил первый цикл реакторных испытаний композитных оболочек ядерного топлива. Образцы экспериментальных оболочек тепловыделяющих элементов из материала на основе карбида кремния (соединения кремния с углеродом) получили научные сотрудники Высокотехнологического научно-исследовательского института неорганических материалов имени академика А. А. Бочвара (АО «ВНИИНМ», входит в топливную компанию Росатома «ТВЭЛ»). Испытания прошли в исследовательском реакторе БОР-60.
Ученые ведут разработку в рамках программы по созданию ядерного топлива ATF нового поколения безопасности (Advanced technology fuel), которое позволит значительно повысить безопасность эксплуатации атомных станций. В случае неполадок в активной зоне реактора АЭС в ATF или, как его еще называют, толерантном топливе замедляется возникновение пароциркониевой реакции, которая способствует выделению водорода — взрывоопасного газа. Поэтому внедрить противоаварийное топливо очень важно для повышения надежности атомной энергетики.
По мнению ученых, карбид кремния — один из самых перспективных вариантов для оболочек ATF-топлива. Материалы на основе карбида кремния обладают высокой механической прочностью, теплопроводностью, коррозионной и радиационной стойкостью. При этом они хрупкие и малопластичные. Карбидокремниевое волокно, разработанное во ВНИИНМ, равномерно перераспределяет нагрузку на армирующий каркас, это делает оболочку более прочной.
«В теории оболочки из карбида кремния позволят не просто минимизировать риски, а полностью исключить пароциркониевую реакцию на АЭС. Таким образом, при внедрении карбидокремниевых твэлов отпадет необходимость в некоторых системах безопасности, и тогда строить атомные энергоблоки станет дешевле. Также их применение может увеличить эффективность современных реакторов за счет повышения выгорания топлива и продолжительности топливной кампании», — объяснил главный эксперт материаловедческо-технологического отдела композиционных, магнитных и специальных материалов ВНИИНМ Федор Макаров.
.jpg)
