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
Томич едва не утонул на полуспущенной лодке на Байкале - ГТРК ТомскКак сообщается на сайте ГУ МЧС России по Иркутской области, в минувший четверг сотрудниками Сахюртинского поисково-спасательного подразделения был спасен 33-летний житель Томской области.
18.08.2017 ГТРК Томск
За два месяца благодаря ФНС России ограничен доступ к более чем 4 тысячам сайтам с азартными играми, из которых на шести сайтах были организованы азартные игры с помощью известных онлайн игр.
18.08.2017 УФНС
Три студенческих отряда из Томска направят заработанные деньги на благотворительность - ГТРК ТомскТри студенческих стройотряда Томска присоединились ко всероссийской акции "День ударного труда".
18.08.2017 ГТРК Томск
«Праздник Топора» в Томской области отменили - Агентство новостей ТВ-2Все мероприятия в рамках фестиваля «Праздник топора» в Томской области отменили.
18.08.2017 Агентство новостей ТВ-2
Уважаемые летчики и работники аэропортовых комплексов! Дорогие ветераны авиации!
18.08.2017 Губернатор
Уважаемые летчики и работники аэропортовых комплексов! Дорогие ветераны авиации!
18.08.2017 Администрация Томской области
Уважаемые летчики и работники аэропортовых комплексов! Дорогие ветераны авиации!
18.08.2017 Департамент общего образования
Северчанка осуждена за обман банка с целью получения кредита для покупки дорогостоящего телефона - Прокуратура Томской областиМировой судья судебного участка №1 Северского судебного района Томской области вынес обвинительный приговор 23-летней местной жительнице.
18.08.2017 Прокуратура Томской области
Прокуратура Советского района г. Томска добилась назначения реального лишения свободы мужчине, который неоднократно садился за руль в состоянии алкогольного опьянения - Прокуратура Томской области Приговором мирового судьи судебного участка № 5 Советского судебного района г. Томска 35-летний томич осуждён по статье 264.1 Уголовного кодекса Российской Федерации (управление автомобилем в состоянии опьянения лицом,
18.08.2017 Прокуратура Томской области
17.08 колпашео - УМВД Томской областиг. Стрежевой 17 августа в 10.50 на 7 километре автомобильной дороги Стрежевой – Нижневартовск, произошло дорожно-транспортное происшествие.
18.08.2017 УМВД Томской области
За ложные показания
Прокуратура Октябрьского района проанализировала материалы уголовного дела по обвинению томича в совершении преступления (покушение на грабеж).
Красное знамя
Утонули пять человек
В выходные в водоемах Томска по информации городской «Оперативно-дежурной службы».
Красное знамя
"Праздник топора", вальс цветов и пылающий мир: томский культурный обзор на выходные - ГТРК ТомскВ  сегодняшней афише на выходные подобрались события, которые заинтересуют любителей наверное всех направлений культуры, искусства и массовых мероприятий.
18.08.2017 ГТРК Томск
Сегодня, 18 августа, в Томске открылся семинар «Сохранение историко-культурного потенциала Томской области», в рамках которого ведущие архитекторы, проектировщики, реставраторы,
18.08.2017 Администрация Томской области
Томские новости, Культура в Томске, Street vision стрит вижн стритвижн культура куда пойти современное искусство На томском Street Vision выступит MC с трубой - Томский обзорСпециальным гостем музыкального направления выставки современной уличной культуры Street Vision, которая в этом году состоится 25 – 27 августа, стал молодой, активно набирающий популярность исполнитель Антоха МС.
18.08.2017 Томский обзор
В парке «Околица»
Заявки на участие в Х международном фестивале-конкурсе «Праздник топора» подали 199 плотников и резчиков по дереву, в том числе 37 иностранных.
Красное знамя
Выставка деревянных наличников в Томске - Томская неделя
НаЛичная история
Выставка деревянных наличников в Томске Когда говорят о деревянных наличниках, каждый из нас вспоминает или представляет что-то свое, особенное.
Томская неделя
Открываем для себя Сибирь
Сегодня не все семьи могут позволить себе отпуск в дальних краях, да и пресловутый курортный сбор, который начнут взимать будущим летом, оптимизма в этом плане не добавляет.
Красное знамя
Томскiй спортъ – эта неделя много лет назад - SportUs.pro1924 год: физкультурный праздник как ответ империалистическому кентавру. 1907 год: горсад как место для гимнастических упражнений.
18.08.2017 SportUs.pro
В выходные в Томске пройдет «Зарница» - Департамент по молодежной политике, физической культуре и спорту19-20 августа 2017 года состоится областной этап IV Всероссийской военно-патриотической игры «Зарница».
18.08.2017 Департамент по молодежной политике, физической культуре и спорту
Image - Департамент по молодежной политике, физической культуре и спорту11-16 августа в Ульяновске прошло главное спортивное событие России и СНГ - первый Фестиваль национальных видов спорта и игр государств-участников СНГ.
18.08.2017 Департамент по молодежной политике, физической культуре и спорту
Награды тренерам
Мэр Томска вручил почетные грамоты администрации тренерам и активистам физкультурного движения накануне Дня российского физкультурника.
Красное знамя
Спортинструктор подает пример - Томское Предместье
Спортинструктор подает пример
№61/11.08.2017 Кто такие физкультурники? Это люди, которые идут со спортом по жизни и привлекают к этому увлекательному здоровому занятию других.
Томское Предместье
ЛЕГКАЯ ВОДА «ЗВЕЗДНОГО»
15-е первенство мира по плаванию в ластах среди юниоров проходит в Томске с 31 июля по 7 августа в центре водных видов спорта «Звездный».
Красное знамя
_______thumb_main - САН ТомскПарк «Околица» в селе Зоркальцево под Томском, где проходил фестиваль «Праздник топора», будет закрыт как минимум до конца недели.
18.08.2017 САН Томск
Средняя продолжительность жизни выросла в Томской области - ГТРК ТомскВременно исполняющий обязанности губернатора Томской области Сергей Жвачкин встретился с медиками по итогам совещания главных врачей медицинских организаций региона.
18.08.2017 ГТРК Томск
Концерты групп «Отава Ё» (Санкт-Петербург) и «Легенды ВИА 70-80-х» (Москва), а также ансамбля танца «Енисейские зори» им.
18.08.2017 Департамент общего образования
Последний день «Празника топора» (ФОТО) - Томский обзорСегодня, 18 августа, губернатор Томской области Сергей Жвачкин принял решение о досрочном прекращении фестиваля «Праздник топора» в связи с массовым отравлением людей.
18.08.2017 Томский обзор
На «Празднике топора» в Томской области отравились люди - Агентство новостей ТВ-2На «Празднике топора» в Зоркальцеве отравились участники, скорая помощь не успевает забирать людей и развозить их по больницам, сообщил ТВ2 один из сотрудников скорой.
16.08.2017 Агентство новостей ТВ-2