Как известно, Россия идет по пути развития ядерной энергетики. На государственном уровне принята концепция, суть которой сводится к усовершенствованию легководных реакторов, созданию реакторов на быстрых нейтронах и развитию замыкания ядерного топливного цикла по урану и плутонию. Уже сейчас ученые работают над созданием альтернативного топлива, а следующим шагом должно стать осуществление замыкания топливного цикла с применением долгоживущих актинидов.
По словам заместителя научного руководителя лаборатории №346 Григорьева Евгения Григорьевича, одним из перспективных видов топлива является нитридное ядерное «горючее», которое будет содержать в себе как плутоний, так и нитриды америция и других актиноидов. На данный момент проблема стоит в производстве этого топлива. Изготовление таблеток необходимой плотности из исходного порошка весьма трудо- и энергозатратно. При таком процессе происходит быстрый износ пресс-оснастки и печного оборудования. Высокие температуры спекания приводят к диссоциации нитрида урана и выделению паров америция и плутония в случае смешанного нитридного топлива. С точки зрения безопасности и нераспространения ядерных материалов, это является неприемлемым и недопустимым, так как загрязняет оборудование и окружающую среду.
В межкафедральной лаборатории перспективных технологий создания новых материалов НИЛ №346 НИЯУ МИФИ разработан метод высоковольтной электроимпульсной консолидации нитридного топлива. В чем заключается его суть? Электроимпульсный метод основан на электросиловом воздействии на порошковый материал кратковременным (менее одной миллисекунды) мощным высоковольтным электрическим импульсом и одновременно механическим давлением. Материал в зоне воздействия разогревается до очень высоких температур вплоть до плазменного состояния. При этом давление в зоне воздействия формирует требуемые свойства получаемых изделий. Достоинствами данной технологии являются экологическая чистота, высокая экономичность: энергозатраты при её использовании в 10 раз ниже, чем в сходных по назначению порошковых и плазменных технологиях.
«В настоящий момент технология высоковольтной консолидации порошковых материалов успешно зарекомендовала себя в производстве твердосплавного и алмазосодержащего инструмента, изготовлении тяжелых сплавов на основе вольфрама, высокоэффективных магнитных материалов, пористых материалов, обладающих высокой открытой пористостью и большой удельной поверхностью»,
– пояснил Е.Г. Григорьев.