Специалисты Высокотехнологического научно-исследовательского института неорганических материалов имени академика А.А. Бочвара (входит в состав Топливной компании Росатома «ТВЭЛ») успешно сдали очередной этап работ 2017 года в рамках государственного контракта «Разработка перспективных конструкционных материалов для реакторов на быстрых нейтронах».
Проведены научно-технические мероприятия по разработке, изготовлению, исследованию и обоснованию применения конструкционных материалов различных классов для оболочек твэлов и узлов тепловыделяющих сборок (ТВС) быстрых реакторов.
Проведенные работы связаны с необходимостью создания металлопродукции различного сортамента из стали ЭП823 для обеспечения экспериментального и расчетного обоснования твэлов, поглощающих элементов, узлов ТВС и др. реакторной установки БРЕСТ-ОД-300.
Ученым ВНИИНМ удалось экспериментально продемонстрировать общность структурно-фазового состояния объектов металлопродукции из стали ЭП823, а также выявить индивидуальные структурные особенности изделий в зависимости от технологических схем деформации, режимов термообработки, отделочных операций и т.д., которые определяются существующим оборудованием и практическими возможностями производителей, реализуемыми в рамках технических условий на металлопродукцию.
Кроме того, экспериментально продемонстрировано образование многослойной системы коррозионного слоя с аморфизированной прослойкой в процессе испытаний в стенде со свинцовым теплоносителем, что соответствует первичным постулатам разрабатываемой модели коррозионного поведения материала оболочки твэла.
Практическим продолжением проведенных исследований стало изготовление новой металлопродукции из стали ЭП823 в обеспечение создания имитационной и штатной активных зон реакторной установки БРЕСТ-ОД-300, а также получение новых данных по комплексу характеристик стали ЭП823 для расчетного обоснования работоспособности узлов конструкций данного реактора.
При оценке проекта экспертом, проректором Ульяновского государственного университета, доктором технических наук, профессором Виктором Головановым, отмечено, что выводы и рекомендации, представленные в отчете ВНИИНМ, подтверждены детальным и разносторонним характером выполненных исследований, в т.ч. испытаниями на длительную прочность и ползучесть, кратковременными механическими испытаниями, коррозионными испытаниями в свинцовом теплоносителе, а также структурными исследованиями методами оптической, сканирующей и просвечивающей электронной микроскопии в сочетании с рентгеноспектральным микроанализом.
«Выполняемая работа находится на уровне исследований, проводимых в настоящее время в зарубежных странах. Доказательством является отчет о патентных исследованиях и публикации по материалам проводимых исследований», – отметил Виктор Голованов.
В следующем году развитие работ продолжится и будет связано с разработкой конструкционных материалов, обеспечивающих повышение выгорания топлива в реакторах на быстрых нейтронах. Это предполагает развитие и промышленное освоение элементов активной зоны из различных модификаций стали ЭП823, а также дисперсно-упрочненных (ДУО) сталей.