Новости города БезФормата.Ru
Томск
Главные новости
 
Задать вопрос?

Ученые ТПУ защитили контейнеры для ядерного топлива от водорода при помощи ионной имплантации

Ученые ТПУ защитили контейнеры для ядерного топлива от водорода при помощи ионной имплантации - ТПУ
Фото: news.tpu.ru

Ученые Томского политехнического университета нашли эффективный способ, как защитить от водорода тепловыделяющие элементы (твэлы), содержащие в себе топливо для ядерных реакторов. Новая технология позволяет защитить контейнеры для ядерного топлива не только снаружи, но еще и изнутри при помощи ионной имплантации. Таким образом, водород не попадает внутрь топливного носителя и не разрушает его, что позволяет не только продлить срок действия самого твэла, но и защитить от взрыва при возможных авариях и ЧС ядерный реактор.

На фото: Егор Кашкаров

Результаты исследования научного коллектива ТПУ представлены в статье , опубликованной в журнале Applied Surface Science ( IF 3,150; Q 1 ).

Как отмечает один из главных авторов научной статьи, ассистент кафедры общей физики Егор Кашкаров , ядерное топливо в реакторах закладывается в специальные «трубки» из циркониевых сплавов, из них формируются твэлы. В твэлах и происходит ядерная реакция. В результате радиолиза теплоносителя — воды, а также в результате взаимодействия теплоносителя с цирконием под воздействием высоких температур выделяется водород. Водород способен накапливаться в оболочках твэлов, приводя к деградации их механических свойств и разрушению. Опасность взаимодействия циркония с водой заключается еще и в том, что чем выше температура в реакторе, тем больше водорода выделяется. Так, например, произошло во время аварии на станции «Фукусима-1» в Японии: из-за затопления насосного оборудования активная зона реактора разогрелась более чем до 1200 градусов, пароциркониевая реакция протекала стремительно с образованием большого количества водорода. Взрыв накопившегося водорода и стал причиной одной из крупнейших радиационных аварий в мире. Чтобы таких аварий не повторилось снова, необходимо защищать твэлы от наводораживания.

Напомним, ранее научным коллективом ТПУ был разработан метод защиты оболочек твэлов путем нанесения на них   защитных покрытий на основе нитрида титана.

«Такие покрытия способны значительно снизить наводораживание твэлов. Однако они не исключают полностью проникновения водорода в оболочку контейнера для ядерного топлива. Водород все равно проникает через созданный нами барьер внутрь твэла и повреждает его, однако на порядок медленнее, чем в непокрытый сплав», — объясняет Егор Кашкаров.

Чтобы решить эту проблему, ученые ТПУ предложили внедрить на наноуровне в структуру циркониевого твэла ионы титана.

«Для этого мы использовали уже известный науке метод ионной имплантации, — уточняет Егор Кашкаров. — Твэлы состоят из топливного сердечника, оболочки и концевых деталей. Метод ионной имплантации подразумевает, что мы облучаем циркониевую оболочку твэла потоками многозарядных ионов титана, формируемых из плазмы дугового разряда. Таким образом, формируется градиентный поверхностный слой толщиной до 250-300 нанометров, обеспечивающий эффективный “захват” проникающего внутрь оболочки твэла водорода», — описывает метод политехник.

Далее ученые покрывают циркониевую оболочку твэла с внедренными в нее ионами титана защитным слоем из нитрида титана. Таким образом, получается двойной уровень защиты: покрытие нитрида титана обеспечивает снижение проникновения водорода и высокие механические характеристики поверхности, а имплантированный слой — эффективный захват водорода.

«Проведенные нами исследования показали, что модифицированный слой успешно захватывает проникающий через покрытие  водород. Таким образом, водород не проникал вглубь сплава. Новая методика хороша также и тем, что позволяет обеспечить хорошую адгезию покрытий при высоких температурах — когда защитные слои не отслаиваться от твэла», — резюмирует Егор Кашкаров.

Последние новости Томской области по теме:
Ученые ТПУ защитили контейнеры для ядерного топлива от водорода при помощи ионной имплантации

Томские ученые защитили контейнеры для ядерного топлива от водорода - FlashSiberia
Томские ученые защитили контейнеры для ядерного топлива от водорода - Томск
источник: FlashSiberia фото: РИА Новости Ученые Томского политехнического университета (ТПУ) нашли способ, как защитить от водорода тепловыделяющие элементы (твэлы), содержащие в себе топливо для ядерных реакторов,
16:03 29.05.2017 FlashSiberia
Ученые ТПУ защитили контейнеры для ядерного топлива от водорода при помощи ионной имплантации - ТПУ
Ученые ТПУ защитили контейнеры для ядерного топлива от водорода при помощи ионной имплантации - Томск
Ученые Томского политехнического университета нашли эффективный способ, как защитить от водорода тепловыделяющие элементы (твэлы), содержащие в себе топливо для ядерных реакторов.
14:04 29.05.2017 ТПУ
В ТГУ прошел Конкурс студенческих стартапов - Tomsk.RuВ ТГУ прошел Конкурс студенческих стартапов, организованный совместно с дочерней компанией Газпромбанка GPB Digital.
18.01.2018 Tomsk.Ru
Конкурс эссе “Сталинград. Судьба человека” завершает прием работ - Единая РоссияТворческий конкурс организован патриотической платформой “Единой России”,  Всероссийской организации ветеранов “Боевое братство” и движение «Юнармия».
18.01.2018 Единая Россия
Томская область сохранила 4 строчку в рейтинге инновационных регионов - Малый и средний бизнесТомская область по итогам 2017 года сохранила позиции в рейтинге Ассоциации инновационных регионов России (АИРР), заняв четвертое место после Москвы, Санкт-Петербурга и Татарстана, сообщает в среду пресс-служба обладминистрации.
18.01.2018 Малый и средний бизнес
Администрация Томской области отправит томских стартаперов на конкурс в Красноярск - ТГАСУАдминистрация Томской области готовит делегацию стартапов на конкурс Startup Tour (19–20 февраля, Красноярск).
18.01.2018 ТГАСУ
В декабре 2017 года Кировский районный суд оставил протесты Томского транспортного прокурора об отмене трех постановлений Томского УФАС России о прекращении дел об административных правонарушениях в отношении первого зам
18.01.2018 УФАС России
17 декабря 2018 года Управление Федеральной антимонопольной службы по Томской области не нашло оснований для включения подрядчика в реестр недобросовестных поставщиков.
18.01.2018 УФАС России
«…Ты не утонешь, сынок!» Видео, на котором полицейский вытаскивает подростка из полыньи, а женщины на берегу кричат мальчику: «Молодец!
18.01.2018 УМВД Томской области
Водитель лесовоза погиб на трассе Томск — Мариинск - Агентство новостей ТВ-2Водитель КамАЗа с полуприцепом не справился с управлением, наехал на ограждение и опрокинулся в кювет на загородной трассе.
19.01.2018 Агентство новостей ТВ-2
На трассе Томск-Асино погиб водитель лесовоза - ГТРК ТомскСегодня ночью на трассе Томск-Асино опрокинулся груженый лесовоз. В 03.15 оперативному дежурному ТО ПСС поступил вызов от службы 01 о том, что на 9 километре трассы Томск-Асино произошло ДТП.
19.01.2018 ГТРК Томск
Городской портал Tomsk.Ru. Мужчина, избивший до смерти своих гостей, пойдет под суд Томск новости - Tomsk.RuВ Томской области направлено в суд уголовное дело по обвинению группы лиц в причинении тяжкого вреда здоровью двоим мужчинам, один из которых скончался, сообщает пресс-служба СУ СК РФ по Томской области.
19.01.2018 Tomsk.Ru
 20 января и 25 января спектакль-эскиз "Яшка" - Томский областной краеведческий музейВ Томском областном краеведческом музее приступили к финальной части реализации уникального проекта «#Мария /Анна...17» Ближайшие показы спектакля 20 и 25 января Документальный спектакль,
19.01.2018 Томский областной краеведческий музей
27 января в 12-00 в муниципальной библиотеке «Сибирская» состоится творческий вечер к 90-летию Л. Ф. Пичурина «Минувшее проходит предо мною…».
19.01.2018 Администрация г.Томск
25 января в 15-00 в муниципальной библиотеке «Сибирская» состоится вечер-реквием к 80-летию В.С.
19.01.2018 Администрация г.Томск
Весело, весело встретим Новый год! - Томская неделя
Весело, весело встретим Новый год!
Первый благотворительный бал в танцевальном клубе “Диамант — ТПУ” 23 декабря 2017 г. танцевальный клуб “Диамант — ТПУ” (Томск) провел новогодний бал в паркетном зале учебного корпуса № 8 Томского политехнического университета.
Томская неделя
Контрастные танцы
Началась эта красивая история 20 лет назад, в 1998 году, когда две подруги-хореографа, выпускницы Кемеровского института культуры Елена Весельева и Наталия Наумова, решили открыть собственную студию.
Красное знамя
Рождение литературной гостиной - Томское Предместье
Рождение литературной гостиной
№12/5.01.2018 В декабре в зоркальцевской библиотеке состоялась встреча любителей поэзии Анны Ахматовой.
Томское Предместье
Лыжные трассы не пустуют - Томское Предместье№5/19.01.2018 13 января в с. Моряковский Затон состоялось личное первенство ДЮСШ № 1 Томского района по лыжным гонкам.
19.01.2018 Томское Предместье
Image - Департамент по молодежной политике, физической культуре и спортуВ городе Миасс Челябинской области завершились Кубок и Первенство России по слоупстайлу.
19.01.2018 Департамент по молодежной политике, физической культуре и спорту
Рубрика «Томскiй спортъ – эта неделя много лет назад» на SportUs.Pro - Департамент по молодежной политике, физической культуре и спортуВ Агентстве спортивных новостей Андрея и Леонтия Усовых SportUs.Pro читайте новый выпуск исторической рубрики «Томскiй спортъ - эта неделя много лет назад».
19.01.2018 Департамент по молодежной политике, физической культуре и спорту
Свет для лыжников
В Томске работают три освещенные лыжные трассы: на стадионах «Метелица» (ул.
Красное знамя
«Каша из топора» - Томское Предместье
«Каша из топора»
№97/20.12.2017 В ДК села Межениновка состоялся кулинарный поединок В век прогресса, к сожалению, не уменьшается, а, наоборот, увеличивается количество «женских» обязанностей.
Томское Предместье
Водитель лесовоза погиб на трассе Томск — Мариинск - Агентство новостей ТВ-2Водитель КамАЗа с полуприцепом не справился с управлением, наехал на ограждение и опрокинулся в кювет на загородной трассе.
19.01.2018 Агентство новостей ТВ-2
Анатолий Ракитин.jpg - ТГУВ Томском государственном университете готовят проект развития Сибирского ботанического сада (СибБС) на ближайшие годы.
19.01.2018 ТГУ
Автомобили, мешающие уборке снега, эвакуируют с  улиц Томска - Администрация г.ТомскСотрудники администрации Томска сегодня ночью вышли в совместный рейд с инспекторами ГИБДД в район Белого озера для выявления автомобилей, припаркованных с нарушением правил и мешающих работе снегоуборочной техники.
18.01.2018 Администрация г.Томск
Отбор проб для анализа - ТГУУченые ХФ ТГУ провели спектральный анализ волос жителей Томска и Усть-Каменогорска с целью оценки состояния окружающей среды в этих областных центрах.
18.01.2018 ТГУ
В 2017 году дистанционный центр областного перинатального центра (ОПЦ) провел 6 544 консультации по сложным беременностям и родам.
18.01.2018 Администрация Томской области