Ученые ВНИИНМ получили образцы пластичных оболочек твэлов из карбида кремния

13.01.2022

Специалисты ВНИИНМ им. А.А. Бочвара (АО «ВНИИНМ», входит в Топливную компанию Росатома «ТВЭЛ») впервые в России получили образцы экспериментальных оболочек тепловыделяющих элементов из композитного материала на основе карбида кремния (соединение кремния с углеродом). Разработка ведется в рамках программы по созданию ядерного топлива нового поколения безопасности (так называемого «толерантного» топлива), которое позволит существенно повысить безопасность эксплуатации атомных станций.

Специфика материалов на основе карбида кремния в том, что они обладают высокой механической прочностью, износостойкостью, теплопроводностью, а также коррозионной и радиационной стойкостью, но при этом хрупкие и малопластичные. В то же время композиционные оболочки, созданные учеными ВНИИНМ, получили уникальные пластические свойства. Карбидокремниевое волокно, разработанное в институте, равномерно перераспределяет получаемую нагрузку на армирующий высокопрочный плетенный волокнистый каркас, тем самым делая оболочку в целом в три раза более прочной.

Ранее в рамках данного проекта специалисты института впервые в России изготовили композиционные оболочки из карбида кремния с непрерывным волокном и нитевидными кристаллами. Выполнен ряд исследований, и получены первые комплексные характеристики, включающие механические и ударные свойства. Также были получены требуемые теплофизические свойства, теплоемкость, теплопроводность, линейное термическое расширение. Проведены коррозионные испытания в различных условиях, имитирующие рабочие режимы работы реактора под давлением в водяном паре. Образцы выдержали все эксперименты.

«Полученные нами свойства доказывают практическую возможность производства оболочек твэлов из карбида кремния и ускоряют процесс достижения технологической готовности», – отметил главный эксперт материаловедческо-технологического отдела композиционных, магнитных и специальных материалов АО «ВНИИНМ» Федор Макаров.

Для справки:

Высокотехнологический научно-исследовательский институт неорганических материалов имени академика А.А. Бочвара (АО «ВНИИНМ»; г. Москва) – ведущий научно-исследовательский институт по разработке технологий ядерного топливного цикла и по проблемам материаловедения. Входит в состав Топливной компании «ТВЭЛ» Госкорпорации «Росатом». На АО «ВНИИНМ» возложены функции Главного научного метрологического центра Госкорпорации Росатом. www.bochvar.ru

Топливная компания Росатома «ТВЭЛ» (Топливный дивизион Госкорпорации «Росатом») включает предприятия по фабрикации ядерного топлива, конверсии и обогащению урана, производству газовых центрифуг, а также научно-исследовательские и конструкторские организации. Созданная в 1996 году, сегодня компания является одним из крупнейших поставщиков топлива для мировой атомной энергетики, продолжает укреплять позиции, воплощая новые производственные проекты. За всю историю ТВЭЛ со стороны заказчиков не было ни одной рекламации на качество продукции.

Являясь единственным поставщиком ядерного топлива для российских АЭС, ТВЭЛ обеспечивает топливом в общей сложности 75 энергетических реакторов в 15 государствах, исследовательские реакторы в девяти странах мира, а также транспортные реакторы российского атомного флота. Каждый шестой энергетический реактор в мире работает на топливе ТВЭЛ. Топливный дивизион Росатома является крупнейшим в мире производителем обогащенного урана, а также лидером глобального рынка стабильных изотопов.

В Топливном дивизионе активно развиваются новые бизнесы в области химии, металлургии, технологий накопления энергии, 3D-печати, цифровых продуктов, а также вывода из эксплуатации ядерных объектов. В контуре Топливной компании ТВЭЛ созданы отраслевые интеграторы Росатома по аддитивным технологиям и системам накопления электроэнергии. http://www.tvel.ru