Технологическая безопасность атомной энергетики будущего начинается с маленькой гранулы. Специалисты Отделения материалов АО «Всероссийский теплотехнический институт» (ВТИ) завершили цикл исследований оксида свинца — вещества, которое выполняет критически важную миссию в реакторах со свинцовым теплоносителем. От химической чистоты и механической твердости этих гранул зависит, сможет ли металл «дышать» и противостоять коррозии.
В опытно-экспериментальных лабораториях ВТИ прошли испытания гранулированного оксида свинца (PbO). В фокусе внимания ученых оказались ключевые эксплуатационные параметры материала: химический состав и прочностные свойства. Эта работа знаменует собой расширение отраслевой номенклатуры испытаний и переход к работе с компонентами тяжелых жидкометаллических теплоносителей (ТЖМТ).
Роль оксида свинца в контуре реактора сродни работе точного регулятора. Основная задача PbO — дозированное насыщение теплоносителя растворенным кислородом. Без этого процесса на поверхностях конструкционных сталей невозможно сформировать и поддерживать защитные оксидные пленки, предотвращающие коррозию и эрозионный износ оборудования.
Принцип действия, основанный на физической химии, технологически изящен. Гранулы помещаются в ограниченный участок циркуляционного контура, сообщающийся с основным. При контакте с движущимся тяжелым металлом оксид постепенно растворяется, высвобождая кислород. Поток теплоносителя подхватывает его и разносит по системе, обеспечивая так называемый окислительный потенциал — тот самый «иммунитет» стали, без которого ресурс реактора был бы исчерпан агрессивной средой в кратчайшие сроки.
«Мы провели многофакторный анализ полученных образцов. Речь идет о моделировании поведения материала в среде, максимально приближенной к внутриреакторной. Стабильность прочностных характеристик при длительном контакте с теплоносителем — это гарантия того, что процесс легирования кислородом будет идти равномерно, без скачков, опасных для конструкционных сталей», — отметили в Отделении материалов АО «ВТИ».
Проведенные исследования подтверждают готовность отечественной материаловедческой школы обеспечивать научное сопровождение проектов замкнутого ядерного топливного цикла и реакторов на быстрых нейтронах, где тяжелые теплоносители являются неотъемлемым элементом технологической платформы.
