Конструкционные материалы активной и экранной зон реакторов на быстрых нейтронах

Выбор конструкционных материалов активной зоны реакторов на быстрых нейтронах имеет свои особенности. В отношении удовлетворения требованиям, предъявляемым к ядерно-физическим свойствам, число приемлемых к использованию материалов расширяется, однако вступают в силу ограничения, связанные с более сложными эксплуатационными условиями, характеризующимися повышенными температурами и термомеханическими нагрузками элементов конструкции, действующими в коррозионных средах и в полях интенсивного реакторного облучения, что в целом приводит к накоплению радиационных повреждений и потере механической прочности. Так, в числе материалов, обеспечивающих достаточно высокие ядерно-физические показатели реакторов на быстрых нейтронах, может рассматриваться до десяти наименований.

В то же время наиболее выгодные из них неприменимы в реально существующих конструкциях твэлов вследствие низких механических характеристик. А, например, ванадий и его сплавы требуют очистки натрия по кислороду, на порядок превосходящей устойчиво достигнутой массовой доли кислорода в натрии в существующих реакторах, равной 10-4 %. Повысить этот показатель для теплоносителя, масса которого, например, в реакторе БН-600 составляет около 1500 т, представляется весьма и весьма сложной задачей.

Исходя из отмеченных предпосылок исследования в направлении создания конструкционных материалов для активных зон энергетических реакторов на быстрых нейтронах, были направлены в основном на создание нержавеющих сталей, прочных и радиационно стойких в эксплуатационных условиях, применение которых обеспечило компактность и высокую энергонапряженность активных зон. Характеризуя условия работы отечественных реакторов на быстрых нейтронах, можно отметить, что, несмотря на уплощение активных зон, например, реактора БН-600 (высота около 1 м при диаметре около 2 м), подогрев натрия по высоте сохраняется около 200 °С, при температуре натрия на выходе около 600 °С, линейной нагрузке на твэлы около 500 Вт/см и гидравлическом сопротивлении активной зоны до 0,7 МПа.

К числу процессов, наиболее усложняющих выбор материалов, следует отнести явления радиационной ползучести и вакансионного распухания конструкционных материалов, возникающие при высоких плотностях нейтронных потоков и в определенных температурных интервалах могущие приводить к существенному неоднородному накоплению деформации конструкций. Достигнутые уровни накопления радиационного повреждения материалов в настоящее время характеризуются значением, достигающим 100 смещений на атом (с.н.а) за время эксплуатации. Однако стремление к дальнейшему повышению выгорания топлива, в особенности при переходе на уран-плутониевое топливо, приводящее к росту плотностей деления, потребует применения конструкционных материалов и конструкций твэлов, выдерживающих дозовые нагрузки до 120 с.н.а и более. По-видимому, в числе перспективных конструкционных материалов для таких условий целесообразно рассматривать ферригные либо феррито-мартенситные упрочненные нержавеющие стали, а также никелевые сплавы типа нимонник.

Пластинчато-роторные вакуумные насосы с масляным уплотнением можно приобрести на http://www.atlasvacuum.ru/items/plastinchato-rotornyj-vakuumnyj-nasos. Насосы от ведущего мирового производителя.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

Adblock detector