Ресурс работы атомных электростанций ограничен свойствами веществ, которые используются в них в качестве топлива и регуляторов мощности. Каждые четыре-пять лет такие вещества требуют замены и перезапуска реактора. Ученые из НИЯУ МИФИ создали нанопорошок, способный регулировать мощность электростанции и продлевать ее непрерывную работу на срок до двадцати лет. Их разработка описана в журнале Crystallography Reports.
Обычно в качестве материала, поглощающего нейтроны и регулирующего таким образом мощность реактора, используется карбид бора. Он эффективен в течение 4-5 лет, но затем требует замены и временной остановки реактора. Чтобы продлить срок работы электростанции до остановки, ученые нашли новый материал, выдерживающий более двадцати лет непрерывного использования — гафнат диспрозия. Поглощая нейтроны, он образует новый изотоп, который тоже поглощает нейтроны и выделяет другой изотоп, снова поглощающий нейтроны.
Этот материал был получен в виде традиционного порошка микронного размера. Но для использования в атомных электростанциях такое состояние не удобно, так как не компактируется из-за своей высокой твердости. Поэтому ученые из лаборатории ультрадисперсных материалов НИЯУ МИФИ разработали способ получения гафната диспрозия в виде нанопорошка без изменения ключевых свойств. Им удалось скомпактировать его до плотности в 95% от теоретически возможной и изготовить опытные партии в виде плотных керамических таблеток.
В настоящее время на изобретение получен патент и предложены мероприятия по его внедрению в производство.