Физики Томского политехнического университета (ТПУ) совместно с коллегами из Беларуси и Казахстана сделали важный шаг в развитии атомной энергетики. Они доказали, что хромовое покрытие на циркониевых сплавах может значительно повысить надежность ядерного топлива нового поколения. Это открытие поможет минимизировать риски аварий на атомных электростанциях (АЭС).
Команда ученых разработала технологию нанесения слоя хрома толщиной всего 6–10 микрометров на наиболее распространенный материал твэлов (тепловыделяющих элементов). В результате экспериментов было установлено, что это покрытие снижает скорость накопления водорода в оболочке в 1,8 раза и уменьшает зону радиационного повреждения на 20%. Кроме того, покрытие эффективно предотвращает парациркониевую реакцию, являющуюся одним из ключевых факторов аварий в случае утраты теплоносителя в реакторе.
Исследования включали испытания при температурах до 900 °С, приближенных к аварийным условиям, а также облучение ионами криптона — метод, который моделирует радиационные повреждения за короткие сроки. Результаты опубликованы в журнале Materials Chemistry and Physics.
По словам Виктора Кудиярова, доцента ТПУ и соавтора исследования, этот материал способен стать основой для тепловыделяющих элементов нового поколения. Его внедрение поможет установить новые стандарты безопасности и откроет перспективы для прогресса в атомной энергетике.
Дальнейшие работы ученых будут направлены на изучение дополнительных защитных свойств хромового покрытия, таких как устойчивость к окислению. Полученные данные уже вызывают интерес в мировой атомной индустрии, стремящейся к инновациям в направлении толерантного топлива — революционного типа топлива, стойкого к аварийным ситуациям.
Источник: Минобрнауки РФ
Фото: ТПУ
