Коррозионную стойкость сталей в условиях повышенной радиации работающего ядерного реактора изучили ученые из Института современной физики (IMP) Китайской академии наук (CAS), сообщает журнал Corrosion Science.
Эксплуатационные характеристики материалов, работающих в экстремальных условиях, являются определяющими в развитии передовых систем ядерной энергетики.
Для моделирования окружающей среды, в которой находятся конструкционные материалы сверхкритических реакторов с водяным охлаждением, исследователи разработали и построили экспериментальный стенд. В нем проводится проверка коррозионной стойкости элементов конструкции ядерных реакторов при высокой температуре и высоком давлении. Максимальная рабочая температура, давление и расход воды составляют соответственно 700 градусов Цельсия, 10 МПа и 10 м³/с, а минимальная концентрация кислорода составляет 5 ppb.
В качестве материалов-кандидатов для сверхкритического реактора с водяным охлаждением предложены феррито-мартенситные стали SIMP и T91. Исследователи изучили кинетику коррозии при высокой температуре и коррозионное поведение SIMP и T91 при облучении.
Установлено, что сталь SIMP обладает лучшей стойкостью к водной коррозии, чем сталь T91. Скорость коррозии увеличивается за счет скорости потока, что также оказывает значительное влияние на фазу оксидной пленки.
Результаты экспериментов по предварительному облучению тяжелыми ионами подтверждают, что облучение вызывает значительное увеличение скорости коррозии материалов.
Достигнутые результаты позволяют в дальнейшем проводить быстрый отбор и оценку материалов-кандидатов для перспективных реакторов с водяным охлаждением.