Ученые работают над созданием толерантного топлива для АЭС

Ученые работают над созданием толерантного топлива для АЭС

Ученые работают над созданием толерантного топлива для АЭС

15 Фев 2023

Российские ученые работают над созданием толерантного, то есть устойчивого к авариям, топлива для атомных электростанций. Суть работы в том, что в случае аварийных ситуаций так называемое толерантное топливо должно в течение длительного времени сохранять свою целостность без возникновения пароциркониевой реакции, которая чрезвычайно опасна и может усугубить аварию.

Победитель трека «Наука» и суперфиналист четвертого сезона конкурса управленцев «Лидеры России» – старший научный сотрудник Научно-технического центра по ядерной и радиационной безопасности (НТЦ ЯРБ), доцент Московского энергетического института (МЭИ), кандидат технических наук Арслан Забиров рассказал много интересного.

Крупномасштабные научные исследования, направленные на исключение и смягчение последствий пароциркониевой реакции, начались во всем мире после аварии на АЭС «Фукусима-Дайичи» в 2011 году, во время которой произошел мощный выброс и взрыв водорода, что привело к разрушению барьеров безопасности и выходу радиоактивных продуктов в окружающую среду.

Одним из направлений работы НТЦ ЯРБ и МЭИ стало исследование новых материалов для изготовления оболочек тепловыделяющих элементов (твэлов) – это главный элемент активной зоны реактора, содержащий ядерное топливо и один из первых барьеров на пути выхода радиоактивных продуктов.

«АЭС с водно-водяными энергетическими реакторами, которых в России большинство, используются твэлы, оболочка которых выполнена из циркониевых сплавов, а ядерное топливо представляет собой диоксид урана.

У циркониевых оболочек есть свои преимущества, но при возникновении внештатных ситуаций начинают проявляться их недостатки. После катастрофы на АЭС в Японии в 2011 году во многих мировых научных центрах начались широкомасштабные исследования, направленные на предотвращение пароциркониевой реакции и улучшение экономических показателей топливных элементов. Ядерное топливо, создаваемое с использованием новых материалов, должно обеспечить устойчивость к аварийным условиям, в том числе к высокотемпературному окислению оболочек твэлов», – отметил Арслан Забиров.

Он пояснил, что перспективным для толерантной топливной системы является нанесение хрома на циркониевые оболочки твэлов или полная замена циркония сталями и сплавами, а в долгосрочной перспективе – карбидом кремния.

За последние несколько лет в разных странах, в том числе в России (Ростовская АЭС), уже выполнены экспериментальные загрузки твэлов толерантного топлива в действующие энергетические реакторы.

«Сейчас требуется проведение дополнительных испытаний новых материалов, в том числе в условиях поставарийного залива активной зоны ядерного реактора, поскольку толерантное топливо направлено именно на то, чтобы задержать начало разрушающих процессов в случае аварий. Наша научная группа изучает теплообмен при кипении на поверхности этих материалов и возможность точного предсказания температуры перехода к интенсивному режиму охлаждения. При этом опыты проводятся на новой отечественной экспериментальной установке, которая по многим характеристикам не имеет аналогов в мире. Исследования позволят обосновать с позиций теплофизики выбор толерантного твэла, что существенно повысит надежность систем безопасности АЭС», – уточнил Арслан Забиров.

Результаты исследований ученые НТЦ ЯРБ и МЭИ планируют получить в течение ближайших пяти лет.

Напомним, что трек «Наука» включен в программу конкурса управленцев «Лидеры России» на протяжении двух сезонов. За это время в нем приняло участие более 28 тыс. россиян: 63 человека объявлены победителями трека, 26 стали победителями конкурса.



По сообщению Департамента коммуникаций АНО «Россия – страна возможностей»


Список Новостей