Ученые НИЯУ МИФИ предложили новый подход для контроля состояния оболочек тепловыделяющих элементов (твэлов) реакторов АЭС, позволяющий прогнозировать состояние ядерного топлива.
Оболочки твэлов, в которых заключены топливные таблетки, — первый барьер безопасности, препятствующий выходу радиоактивных продуктов деления ядерного топлива в теплоноситель, циркулирующий через активную зону реакторов АЭС. Поэтому сохранение герметичности оболочек твэлов — одна из важнейших задач.
По словам руководителя проекта, профессора НИЯУ МИФИ Евгения Кудрявцева, в университете создали комплекс установок для неразрушающего контроля оболочек твэлов. Ученые предложили новый способ ультразвуковой резонансной спектроскопии, отметил он.
«Методика основана на возбуждении локальных окружных колебаний оболочек (или отрезков оболочек) и регистрации их параметров – резонансных частот и их добротностей (полуширина резонансных пиков). Сканирование оболочек позволяет выявить участки коррозионных повреждений на внешней и внутренней поверхности, определить вид коррозии и ее параметры», — пояснил ученый.
Специалисты также разрабатывают установку, реализующую вариант так называемого высокочувствительного многочастотного вихретокового контроля, основанного на анализе взаимодействия внешнего электромагнитного поля, возбуждаемого с помощью специально сконструированной катушки, с электромагнитным полем вихревых токов, наводимых в оболоке твэла этим полем. Эта методика позволяет выявить такие дефекты, как внутренние и наружные трещины, магнитные фазовые выделения, разрывы топливного сердечника, массоперенос топлива и локальные участки его плавления.
Результаты разработок подтверждены дальнейшими исследованиями разрушающим методом – металлографией, отметили в университете.
«Применение разработанных методик и установок позволит на стадии первичных неразрушающих испытаний выявить участки коррозионных повреждений, снизить долю трудоемких металлографических исследований, расширить возможности экспериментального оборудования «горячих камер» и повысить достоверность результатов», — рассказал один из участников исследования, сотрудник НИЯУ МИФИ Илья Родько.
Работы выполнялись при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования.