Исследователи НИЦ «Курчатовский институт» – ЦНИИ КМ «Прометей», Физико-энергетического института им. А.И. Лейпунского и компании «Наука и инновации» создали инновационную методику, позволяющую многократно ускорить и сделать более безопасным прогнозирование поведения реакторных материалов при экстремальном облучении.

Сегодня для проверки корпуса реактора на радиационную стойкость требуется строительство миниреактора и проведение в нем длительных испытаний. Это занимает годы, а иногда и десятилетия. Ученые предложили заменить облучение нейтронами на воздействие ионными ускорителями, которые «бомбардируют» образцы тяжёлыми и лёгкими ионами. Новый метод существенно сокращает сроки испытаний: счет идет на дни и часы, ведь нужная «доза» облучения набирается на порядки (в 10 000-100 000 раз) быстрее. Еще одно преимущество – безопасность: материал после облучения ионами не становится радиоактивным, с ним можно работать в обычной лаборатории.

Комментирует Алексей Кудрявцев, заместитель генерального директора – начальник НПК-6 НИЦ «Курчатовский институт» – ЦНИИ КМ «Прометей».

– В ЦНИИ КМ «Прометей» разработана сама концепция определения радиационной стойкости материалов на базе их облучения в ионных ускорителях. Она определяет радиационную стойкость как набор физико-механических характеристик, отражающих специфические механизмы повреждения и разрушения материалов под воздействием радиации. Исследователи ввели и подробно описали так называемые «функции перехода»: они позволяют для каждого конкретного физико-механического свойства материала подобрать режим ионного облучения, который будет моделировать условия нейтронного облучения в ядерном реакторе.

Также разработаны конкретные методы экспериментально-расчетного определения физико-механических свойств материалов – от выбора геометрии образцов до математической обработки данных. В частности, это методы определения влияния облучения на распухание материалов, оценки радиационной ползучести через измерение остаточных напряжений, а также методы для исследования характеристик сопротивления материалов разрушению при высоких и низких температурах. Кроме того, создан метод для оценки коррозионного растрескивания, базирующийся в том числе на оригинальных разработках.

Практическая проверка на трёх марках сталей подтвердила точность новой методики: результаты ионного облучения полностью совпали с данными многолетних испытаний в реальных реакторах.

Комплекс исследований, выполненных сотрудниками НИЦ «Курчатовский институт» – ЦНИИ КМ «Прометей» и Физико-энергетического института им. А.И. Лейпунского, стал основой проекта ГОСТа Росатома по оценке радиационной стойкости материалов путем их облучения в ионном ускорителе и последующего исследования.

Результаты работы опубликованы в журнале «Вопросы атомной науки и техники. Серия: ядерно-реакторные константы»

Источник: https://nrcki.ru/product/nrcki/-53332.shtml