​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

  • 07/02/2020

    Ученые ТПУ изучат, как условия космоса влияют на новый модуль МКС

    ​Проект «Исследование воздействия динамических нагрузок на корпусные элементы модуля российского сегмента Международной космической станции с использованием многоуровневого динамического моделирования» вошел в Долгосрочную программу экспериментов на МКС.
    537
  • 17/03/2021

    «Начинку» датчиков для беспилотников и высокочувствительный прибор для измерения разности напряжений разработали в ТПУ аспиранты из Вьетнама

    Электронные компоненты датчиков для автономной навигации беспилотников и высокочувствительный прибор для измерения разности напряжений разработали в Томском политехническом университете молодые ученые из Вьетнама Ло Ван Хао и Буй Дык Бьен.
    303
  • 19/02/2021

    Данные учёных ТГУ помогут в обследовании пациентов с инсультом

    Учёные лаборатории нейробиологии ТГУ в ходе серии экспериментов, проведённых с использованием модели ишемического инсульта у крыс, получили новые данные о процессах, которые происходят в очаге поражения головного мозга.
    249
  • 25/02/2020

    Томские ученые разработали выгодную стратегию утилизации отходов

    ​Ученые Томского политехнического университета разработали стратегию совместной утилизации промышленных и коммунальных отходов путем сжигания их в составе композиционного топлива, сообщают РИА Новости.
    532
  • 24/12/2020

    Алексей Гоголев: «Мы сумели выполнить все обязательства и не снизить планку»

    И.о. руководителя Исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов ТПУ рассказал о достижениях коллектива школы в 2020 году, планах и задачах на следующий год.  2020 год в силу понятных причин стал для нас крайне непростым, но мы достойно выдержали удар, сумев выполнить все обязательства по грантам, программам, не допустить снижения основных индикаторов исследовательской деятельности.
    842
  • 07/11/2019

    Более 30 студентов и аспирантов ТПУ получили стипендии Президента и Правительства РФ

    ​В числе стипендиатов Президента РФ — четыре студента и семь аспирантов Томского политехнического университета. Стипендию Правительства России будут получать 13 студентов и семь аспирантов. В течение учебного года, помимо основной, они ежемесячно будут получать дополнительную стипендию.
    1245
  • 07/12/2020

    Единственное в России производство радиофармпрепарата с таллием-199 запущено на циклотроне ТПУ

    ​На циклотроне Томского политехнического университета запущено производство радиофармпрепарата «Таллия хлорид, 199Tl» на основе радиоактивного изотопа таллия-199. На сегодняшний день оно единственное в России.
    729
  • 16/02/2021

    Для исследования атмосферы разработали мобильный лидар

    Ученые из Института оптики атмосферы имени В.Е. Зуева СО РАН создают первый в мире мобильный озоновый лидар для исследований влияния индустриальных выбросов на состав воздуха, наблюдения за вулканической активностью, а также изучения атмосферы Арктики.
    322
  • 17/02/2021

    Антивирусную лампу, представленную томскими учеными, планируется запустить в производство

    ​Антивирусную лампу, представленную томскими учеными, планируется запустить в производство. Напомним, разработанную ими антивирусную лампу нового типа представили ученые Института сильноточной электроники СО РАН, изготовили ее в НПЦ "Полюс".
    286
  • 28/12/2020

    Александр Матвеев: «Нашему коллективу по плечу достижение амбициозных целей»

    ​​Александр Матвеев, руководитель Инженерной школы энергетики, рассказал, каким был для коллектива 2020 год, а также о задачах и планах на будущее. ​   В 2020 году глобальной задачей для нашей школы и всего университета стало обеспечение учебного процесса в невероятно сложных условиях пандемии без потери качества образования.
    490