​Сотрудники Томского политехнического университета усовершенствовали циркониевый сплав, из которого изготавливаются оболочки тепловыделяющих элементов (ТВЭЛов) ядерных реакторов. 

Для этого ученые предложили внедрять в сплав ионы титана, рассказал ТАСС Егор Кашкаров, один из авторов исследования, описанного в научном журнале Applied Surface Science. Поверхность сплава, модифицированная таким образом, становится в полтора раза более износостойкой. "По нашим оценкам, это (технология внедрения ионов титана - прим. ТАСС) увеличило твердость и износостойкость сплава соответственно в 1,5 и 1,4 раз", - сказал ТАСС Кашкаров.

ТВЭЛ - ключевая часть водоохлаждаемого ядерного реактора: стержни, внутри которых происходит деление тяжелых ядер урана или плутона с выделением тепла. Один из подходящих материалов для изготовления этих стержней - циркониевый сплав. Во время работы в ТВЭЛах и из воды реактора выделяется водород, проникновение и накопление которого приводит к потере пластичности и коррозии сплава, что снижает время эксплуатации циркониевых изделий. Для продления срока службы топливных трубок необходимо разрабатывать новые сплавы, либо искать способы модифицировать поверхностный слой имеющихся конструкционных материалов.

Уникальная технология высокодозовой имплантации при помощи высокоинтенсивных пучков ионов для совершенствования поверхности циркониевых сплавов была разработана в Томском политехническом университете под руководством профессора Александра Рябчикова при поддержке гранта Российского научного фонда. Глубокая имплантация титана создает прочный поверхностный слой, который обеспечит лучшую защиту сплава от окисления и разрушения во время эксплуатации, а также при авариях и транспортировке ТВЭЛов.

"Внедрение ионов титана на глубину свыше 10 микрометров (0,01 мм) увеличило твердость и износостойкость циркониевого сплава. Чтобы добиться такого глубокого легирования сплава, поток ионов генерируемый из плазмы вакуумно-дугового разряда был сфокусирован в небольшое пятно, где мы получили высокую плотность ионного тока (до 1 А/см2). Эта уникальная технология позволит модифицировать поверхности различных материалов для применения в атомной, авиационной и космической промышленности", - говорит Кашкаров.

По словам ученых, методика, которую они предложили, делает технологию простой и доступной для использования на производстве.

Источники

Томские ученые сделали реакторы долговечнее с помощью титана
AtomInfo.Ru, 03/03/2018
Рост ядерной, авиационной и космической промышленности обеспечит уникальная технология из Томска
Область Культуры (okultureno.ru), 03/03/2018
Томские ученые сделали реакторы долговечнее с помощью титана
Новости@Rambler.ru, 02/03/2018
Томские ученые сделали реакторы долговечнее с помощью титана
Российский научный фонд (рнф.рф), 02/03/2018
Томские ученые сделали реакторы долговечнее с помощью титана
Новости@Rambler.ru, 02/03/2018
Томские ученые сделали реакторы долговечнее с помощью титана
ТАСС, 02/03/2018
Томские ученые сделали реакторы долговечнее с помощью титана
Mirtesen.sputnik.ru, 02/03/2018
Томские ученые сделали реакторы долговечнее с помощью титана
Российское атомное сообщество (atomic-energy.ru), 05/03/2018
Политехники сделали реакторы долговечнее с помощью титана
БезФормата.Ru Томск (tomsk.bezformata.ru), 06/03/2018
Политехники сделали реакторы долговечнее с помощью титана
Томский политехнический университет (tpu.ru), 06/03/2018
Разработка ТПУ увеличит срок работы ТВЭЛов для атомных реакторов
РИА Томск (riatomsk.ru), 06/03/2018
Ученые ТПУ сделали ядерные реакторы долговечнее с помощью титана
Научная Россия (scientificrussia.ru), 19/03/2018

Похожие новости

  • 24/10/2016

    Лазер томских ученых может служить медикам и «оборонщикам»

    Ученые ФИТ ТГУ создали лазерную систему генератор-усилительна парах стронция с большим набором длин волн и возможностью их селективного выделения. Благодаря этому установка может найти применение в разных областях – от медицины до оборонно-промышленного комплекса.
    1012
  • 29/06/2018

    Как ученые ТПУ помогают искать жизнь во Вселенной

    ​Исследование межзвездной среды, поиск экзопланет, изучение Солнечной системы - все это происходит в основном в лабораториях, где обрабатываются данные с межпланетных космических станций или мощных телескопов.
    276
  • 12/11/2018

    Промышленные отходы согреют Сибирь

    Химики из Томского политехнического института предложили использовать промышленные отходы, понемногу добавляя их к водоугольному топливу. Такие добавки помогут не только избавиться от отходов, но и улучшить характеристики топлива.
    97
  • 27/04/2018

    Томские ученые нашли способ обработки циркониевой керамики

    ​Ученые из Томского политехнического университета нашли способ обработки циркониевой керамики, который сохраняет ее прочность. Об этом рассказал ведущий научный сотрудник Исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов ТПУ Сергей Гынгазов.
    321
  • 14/02/2017

    Томский ученый Илья Романченко - о физике и разработках

    ​​​Томский физик Илья Романченко получил премию президента в области науки и инноваций для молодых ученых за 2016 год. В интервью РИА Томск он рассказал о том, как его работа может помочь в борьбе против раковых клеток и террористов, почему в физике недостаточно просто выучить формулы, а также на что он собирается потратить 2,5 миллиона рублей.
    2660
  • 09/11/2017

    В Томске предложили новый метод переработки ядерного топлива

    ​Ученые кафедры технической физики Томского политехнического университета (ТПУ) предложили новый метод переработки отработавшего ядерного топлива, который позволит не только снизить энергозатраты, но и поможет извлекать из отходов ценные и благородные металлы - палладий, родий и рутений.
    643
  • 23/03/2017

    Ученые ТПУ создают покрытия для предотвращения аварий на ядерных реакторах

    Научный коллектив кафедры общей физики Томского политехнического университета создает защитные покрытия на основе нитрида титана для оболочек тепловыделяющих элементов (твэлов) ядерных реакторов. Такие оболочки способны значительно снизить наводораживание «контейнеров», в которых находится ядерное топливо, продлить срок их службы и предохранить реактор от взрыва при возможных авариях.
    844
  • 02/12/2016

    В Томске разрабатывают компактный плазменно-иммерсионный спектрометр

    ​Ученые Томского политехнического университета (ТПУ) разрабатывают прибор для контроля зарядового и элементного состава многокомпонентной плазмы, который не имеет аналогов в мире. Ионно-плазменная обработка материалов для улучшения их прочности и других свойств применяется во многих высокотехнологичных отраслях: авиа- и машиностроении, медицине, электронике.
    943
  • 25/10/2016

    Томские ученые создадут первый в РФ томограф для изучения сложнейших объектов

    ​Ученые Томского политехнического университета выиграли конкурс Федеральной целевой программы "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2020 годы".
    1411
  • 31/05/2016

    До конца 2018 года ТПУ завершит создание Научного парка

    ​Первая очередь Научного парка, открытая к 120-летнему юбилею Национального исследовательского Томского политехнического университета (ТПУ) стала, вероятно, самым весомым и ценным подарком вуза университетской элите, студентам, аспирантам и всем тем, кто не мыслит себя сегодня вне науки.
    1487