Ученые ВНИИНМ совершенствуют безопасность увеличенного топливного цикла

Специалисты отдела разработки технологии и оборудования для получения изотопов и изотопной продукции Высокотехнологического научно-исследовательского института неорганических материалов имени академика А.А. Бочвара (входит в Топливную компанию Росатома «ТВЭЛ») завершили НИОКР по определению характеристик диффузии водорода и созданию градиента его концентраций в оболочках твэлов для обоснования работоспособности в условиях наводораживания при лицензировании топлива ВВЭР.

Ученые отработали методы получения образцов циркониевых сплавов с заданной концентрацией водорода и ее градиентом по толщине, определили оптимальные режимы насыщения заготовок водородом. Полученные образцы оболочек твэлов с заданным распределением водорода будут использованы для испытаний их механических свойств. С помощью полученных образцов запланированы измерения характеристик оболочек твэлов с таким распределением водорода, которое совпадает с условиями работы ядерного реактора. Полученные данные позволят обосновать безопасность увеличения продолжительности работы топлива в реакторах ВВЭР за один топливный цикл.

Одновременно специалистами ВНИИНМ отработана методика создания одномерного профиля водорода в образцах циркониевых сплавов для изучения диффузии в этих материалах с помощью оценки содержания трития. Это позволило существенно снизить погрешность определения коэффициентов диффузии в разных сплавах циркония.

Ученые института провели моделирование процесса взаимодействия протия (изотоп водорода) с материалами на основе циркония. Получены температурные зависимости коэффициентов диффузии этого изотопа в отечественных сплавах циркония, которые согласуются с зарубежными данными.

«Получение таких фундаментальных характеристик, как коэффициенты диффузии, позволяют глубже понять и использовать на новом уровне наши знания о комплексе взаимодействий циркония и водорода, занимающим ключевую позицию в современной атомной энергетике», – отметила директор отделения АО «ВНИИНМ» Ирина Лесина.