Ученые успешно провели первичные испытания оболочек ядерного топлива из карбида кремния в исследовательском реакторе БОР-60. Испытания проходили в рамках программы по созданию ядерного топлива ATF нового поколения безопасности. Об этом сообщает в среду пресс-служба топливной компании «ТВЭЛ» (входит в Росатом). ТВЭЛ также расшифровывается как «тепловыделяющий элемент».

ATF или толерантное топливо – ядерное топливо, устойчивое к нештатным ситуациям на АЭС. Даже в случае неполадок в активной зоне реактора в толерантном топливе замедляется возникновение пароциркониевой реакции, способствующей выделению водорода – взрывоопасного газа. Внедрение противоаварийного топлива – важный этап повышения надежности атомной энергетики.

«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», – сказал главный эксперт материаловедческо-технологического отдела Высокотехнологического научно-исследовательского института неорганических материалов (ВНИИНМ, входит в ТВЭЛ) Федор Макаров, чьи слова приводятся в сообщении.

Материалы на основе карбида кремния обладают высокой механической прочностью, износостойкостью, теплопроводностью, а также коррозионной и радиационной стойкостью, но при этом хрупкие и малопластичные. Карбидокремниевое волокно, разработанное во ВНИИНМ, равномерно перераспределяет нагрузку на армирующий каркас, что делает оболочку более прочной. Карбид кремния – потенциально один из самых перспективных вариантов для оболочек ATF-топлива, но при этом наиболее технологически сложный, поскольку ТВЭЛы из карбидокремниевого волокна нельзя изготовить по технологии, десятилетиями отработанной на металлах, считают ученые Росатома.

В реакторе БОР-60 облучали образцы оболочек с различным способом армирования. Также были испытаны «заглушки» для ТВЭЛов из карбида кремния. Основная цель исследования – получить первые в России экспериментальные данные по изменению ключевых физических и геометрических параметров изделий из карбида кремния после реакторного облучения. Эти данные необходимы для разработки и обоснования промышленной технологии серийного производства оболочек ТВЭЛов из карбида кремния для водо-водяных ядерных реакторов.

Источник: https://nauka.tass.ru/nauka/18310971