окна фотограф html php памятники знакомства

УПРОЧНЕНИЕ ОБОЛОЧЕК ЧЕХЛОВ ТВЭЛОВ ЯДЕРНЫХ РЕАКТОРОВ


Мы одни из Первых!!!


При выполнении проекта УНТЦ 4012 «Использование углеродных наноструктур для упрочнения оболочек термопреобразователей ядерных реакторов» совместно с: "Севастопольским национальным университетом ядерной энергии и промышленности", "Министерства топлива и энергетики Украины", и Нами была разработана новая технология упрочнения чехлов твэлов ядерных реакторов.



Конструирование и эксплуатация ядерных реакторов различных типов, требует учитывать особенности работы конструкционных материалов в радиационных условиях и при повышенных температурах, то есть при максимальном проявлении радиационно-усиленной диффузии примесей проникновения в металлах.

Оболочки твэлов энергетических ядерных реакторов и чехлы термопреобразователей, предназначенных для фиксации температурных полей внутри тепловыделяющих сборок с твэлами в ядерных реакторах, в настоящее время изготавливают из циркониевых сплавов.

При работе ядерного реактора они находятся в зоне действия високоинтесивного нейтронного и гамма излучения (от 0,005эВ до 18МэВ - для нейтронов, и до 8МэВ - для гамма излучения). Кроме этого материал чехлов и оболочек работает в условиях значительных, переменных во времени температурных градиентов и подвергается воздействию напряжений на растяжение, которые увеличиваются при налипание и достигают критических значений при возникновении нештатной ситуации внутри реактора.

Облучения оболочек тепловыми нейтронами вносит нуклидный изменения в кристаллическую решетку твердого сплава, которые увеличиваются в процессе налипания. Облучения оболочек быстрыми нейтронами сопровождается появлением в кристаллической решетке эффектов Вигнера и дефектов Френкеля. При взаимодействии быстрых нейтронов с водой (теплоносителем и замедлителем) появляются высокоэнергетические протоны отдачи, представляющие собой ядра водорода, которые проникают на несколько десятков микрон в штатные циркониевые сплавы и, оставаясь в твердом растворе сплава, наводороджують его, тем самым вызывая потерю пластичности и прочности оболочек и чехлов и, как следствие, их охкрихчування и деструкцию.

Описанные процессы снижают надежность и долговечность работы оболочек и чехлов, препятствуя безопасности функционирования ядерных реакторов. Поэтому поиск путей и технологий, направленных на повышение надежности и долговечности оболочек твэлов и чехлов термопреобразователей, особенно актуальной задачей, так как этим достигается безопасность АЭС.

Для повышения коррозионной стойкости и прочностных характеристик циркониевые сплавы подвергают термомеханической обработке. При этом получают сплав, состоящий из высокодисперсных частиц равновесных фаз α22 і β11.

Повышение рабочих характеристик реакторных сплавов на основе циркония, способных длительное время работать в условиях реактора, невозможно без глубокого исследования закономерностей их взаимодействия с атомами проникновения.

В подавляющем большинстве случаев, которые могут иметь значение с практической точки зрения, решающую роль играет взаимодействие циркония с элементами, образующими фазы внедрения (O, Н, N, C), которые либо являются непременной составляющей теплоносителя, либо присутствуют в виде примесей как в циркониевых сплавах, так и в теплоносителе.

Поглощение водорода циркониевыми сплавами в ряде случаев является фактором, определяющим, наряду с их коррозионной стойкостью, также и эксплуатацию изделий в водородсодержащих средах. При работе реактора дополнительными источниками водорода может быть радиолиз воды под действием излучений, а также теплоноситель, к которому вводится водород для связывания свободного кислорода.

Как показали наши исследования ( проводившиеся в рамках проекта УНТЦ Uzb-131 «Нейтронодифракционное изучение термо- и γ-радиационно-стимулированнных структурных фазовых переходов в сплавах внедрения на основе титана и циркония.» выполнявшийся совместно с Институтом ядерной физики Академии Наук Узбекистана) особенностей взаимодействия водородной плазмы с титаном, цирконием и их сплавами, важную роль для проникновения водорода в металл играет состояние поверхности металла. Оксидная поверхностная пленка является обязательной составляющей металлического циркония. Скорость переноса через нее водорода является одной из стадий, лимитирующих процесс взаимодействия металла с водородом.

При формировании на поверхности металла оксикарбидних пленок диффузия водорода через них замедляется в 6 - 8 раз, что, очевидно, объясняется заполнением атомами углерода вакансий в кислородной подрешетке оксида металла.

По этой причине с помощью разработанной нами технологии на внутренней и внешней поверхности изделий из циркониевых сплавов формируются пленки из наноструктурного углерода, который с помощью разработанной методики формирует оксикарбидную защитную пленку, а в подповерхностном слое формируются нанокристаллические карбидные фазы переходят в твердый раствор.

Одним з таких реакторів, спроектованих у СРСР, є реактор ИР-100 з максимальною тепловою потужністю 100кВт. Це дослідницький водо-водяний реактор басейнового типу з різноманітними експериментальними пристроями. Невелика потужність реактора дозволяє здійснювати теплознімання за допомогою природної конвекції теплоносія. Система керування і контролю, прийнята на реакторі, дозволяє виключити аварійні розгони реактора при помилках оператора.

Образцы были помещены в горизонтальные экспериментальные каналы ГЭК реактора ИР-100 с максимальной тепловой мощностью 100кВт и находились там непрерывно в течение ста сорока дней. Это исследовательский водо-водяной реактор бассейнового типа с различными экспериментальными устройствами. Небольшая мощность реактора позволяет осуществлять теплосъём с помощью естественной конвекции теплоносителя. Система управления и контроля, принятая на реакторе, позволяет исключить аварийные разгоны реактора при ошибках оператора. Проверка механических свойств облученных образцов в горячей камере ИP-100 показала, что ни механические свойства ни структурный и фазовый состав исследуемых образцов чехлов твэлов не притерпели изменений.


Вверх

Образцы твэлов КТЦ-110.

_________

Вверх

Загрузка пенала с образцами с помощью механической штанги в исследовательский реактор.

_________

Вверх

Загрузка облучаемых образцов в ГЭК-3 и работы по набору флюенса.

Вверх


Выставлено с согласия Заказчика.