Сотрудники Massachusetts Institute of Technology (Массачусетский технологический институт, Бостон, штат Массачусетс, США) разработали инновационное покрытие для топливных стержней, используемых в ядерных реакторах.
По заявлению ученых, покрытие позволит избежать радиационных аварий, подобных тем, что произошли на Чернобыльской АЭС и станции «Фукусима-1». Специалисты считают, что причиной данных аварий явилась выработка водорода оболочками топливных стержней, состоящими из олова и циркония (циркалоя).
Образующийся в результате нештатного перегревания стержней водород является взрывоопасной смесью, которая может разрушить корпус реактора и стать причиной выброса радиоактивных веществ в окружающую среду. В ходе экспериментов с карбидом кремния ученым удалось найти замену материалу оболочек стержней.
Новый материал не только является надежной защитой от тепла, нейтронов и пара, но и слабо реагирует с водой, что позволит продлить срок службы топливных элементов и обезопасить станцию от образования водорода в полости реактора.
В результате испытаний оболочек из карбида кремния выяснилось, что скорость коррозии этого материала ниже, чем у циркалоя, в сотни раз. Циркалой теряет в прочности 2% при повышении температуры на 10 °С и разрушается при 1,3 тыс. °С, в то время как карбид кремния спокойно выдерживает 1,5 тыс. °С.
Специалисты пока не разработали технологию крепления материала, поскольку циркалой приваривался к металлической основе, что с карбидом кремния сделать невозможно.