В России создали новое высоконадежное покрытие топливных элементов АЭС

Покрытие для ядерных топливных элементов (ТВЭЛ), которое существенно повышает их коррозионную стойкость и практически исключает риск утечек, разработали ученые Томского политехнического университета (ТПУ), 17 декабря сообщает РИА Новости.

Опасность утечки ядерного топлива из ТВЭЛов возникает в случае аварийного перегрева в самых распространенных в мире водо-водяных реакторах, когда из-за повышения температуры происходит реакция между водяным паром и циркониевыми оболочками топливных элементов.

Результатом такой реакции становится выделение взрывоопасного водорода. При этом сами оболочки ТВЭЛов быстро теряют свои свойства и могут потерять герметичность. Чтобы этого не произошло, на поверхности оболочки топливных элементов создаются различные упрочняющие покрытия, пояснили разработчики.

Покрытие, которое разработали ученые ТПУ, отличается, по их словам, высокой износостойкостью и механической прочностью, по сравнению со сплавом циркония без покрытия, а также экологичностью, экономичностью и простой технологией нанесения.

Профессор отделения экспериментальной физики ТПУ Андрей Лидер рассказал: «Мы исследовали разнообразные способы модификации структуры поверхности различных циркониевых материалов, применяемых в ТВЭЛах. Оптимальный эффект дает покрытие из карбида кремния, нанесенное методом селективного лазерного спекания. Испытания показали, что наше покрытие увеличивает стойкость к механическим повреждениям, возможным при эксплуатации».

Выбор карбида кремния обусловлен тем, сообщают исследователи, что у этого материала отличная устойчивость к высоким температурам и коррозии. Специалистам университета подбором режимов нанесения удалось добиться низкой пористости покрытия и хорошего сцепления с поверхностью циркониевых сплавов. Целостность защитного покрытия определялась методом ультразвуковой томографии.

В планах исследователей — разработка методов нанесения нового покрытия на изделия сложной формы.