В «Росатоме» завершилась программа опытно-промышленной эксплуатации «толерантного» ядерного топлива» - Традиционно лаконичная
https://t.me/rosatomruот Росатома в которой для человека, не вовлеченного в атомную энергетику, непонятно приблизительно всё…
Под термином "толерантность" в атомной энергетике понимают невосприимчивость оболочек твэлов к паро-циркониевой реакции... Здорово я коротенько объяснил, правда? Ядерное топливо в активную зону реактора не насыпают лопатой или в навал: из порошка оксида урана спеканием или вибрацией формируют топливные таблетки.
Ядра урана делятся свободными нейтронами, и этим свободным нейтронам должно хватать места для пробега от одного ядра до другого. Потому к таблеткам - жесткие требования по геометрическим размерам, форме, однородности. И логика подсказывает что, кроме того, таблетки должны друг от друга находиться на строго определенных расстояниях. Как этого добиваются?
Топливные таблетки набивают в твэлы, тепло выделяющие элементы - длинные металлические трубки, которые пропускают сквозь отверстия в жестких металлических решетках, фиксирующих расстояния между твэлами. После начала контролируемой цепной реакции деления в топливных таблетках образуется тепло, которое снимает проточная вода первого контура. Безо всякой ядерной зауми: вот нагревающаяся металлическая трубка, с которой нужно снять тепло и вывести его в предназначенное для этого места. С инженерной точки зрения - элементарно, Ватсон: снизу под напором струя холодной воды, которая, проходя в верхнюю часть реактора, основательно нагревается и уходит прочь.
В активной зоне реактора - вода под давлением в 350 атмосфер и при температуре в 350 градусов, между перегрузками топлива - 1,5 года. В течение 18 месяцев металл должен "держать" температуру и давление, не деформируясь. Этот металл должен выдерживать температуру ядерного топлива, должен эту температуру легко и быстро отдавать воде. Уже "весело", но есть и еще одно требование: этот металл должен быть как можно более "прозрачным" для потоков свободных нейтронов: не искажать эти потоки, не захватывать внутрь себя нейтроны. Всем этим требованиям отвечает цирконий. Удивительный металл: он выдерживает вот это всё, при этом толщина стенок твэла составляет всего 0,57 миллиметра при длине трубки в 4 метра. После, само собой, весьма и весьма тщательной обработки, конечно. Атомщики научились делать такие полые трубки и были вполне счастливы - до аварии на АЭС "Фукусима". Там, напомню, прекратилась подача электроэнергии на циркуляционные насосы и вода в активной зоне просто остановилась. Ядерная реакция деления продолжалась, урановые таблетки нагревались - а температуру снимать было уже нечем. Больше того: вода при повышении стала, как ей и положено, выкипать - и вот тут настала вторая часть марлезонского балета.
Цирконий химически не взаимодействует с водой, а вот с водяным паром - в полный рост, да еще и с выделением температуры и с образованием водорода. Результаты известны: топливные таблетки нагрелись настолько, что расплавились, расплавили цирконий и эта масса упала на дно реактора. Но ядерная реакция деления и не думала прекращаться - и топливо стало прожигать все конструкции внутри активной зоны, в конце концов расплавив дно реактора и эта смесь самых разных сплавов ушла куда-то в грунт, где ее и до сих пор стараются как-то охладить, чтобы остановить. Ну, в образовавшийся водород, накопившись между внутренней и внешней оболочками реактора - взорвался, что все и вынуждены были с ужасом наблюдать 11 марта 2011 года. И с той поры в мировой атомной энергетике идет технологическая гонка: кто первым изобретет способ избежать той самой паро-циркониевой реакции металла оболочки тепловыделяющих элементов с водяным паром.
Вот теперь еще раз повторю: толерантное ядерное топливо - топливо, не восприимчивое к паро-циркониевой реакции. Ну, а том, при чем тут хром и хром-никелевый сплав 42 ХНМ - в продолжении истории.
✍
https://t.me/geonrgru | 🇷🇺 https://max.ru/geonrgru | http://www.sponsr.ru/geonrgru/
![Бати читают новости [БЧН] Profile](/_next/image?url=https%3A%2F%2Fcdn.tgdio.com%2Fchannels%2F2025%2F10%2Fbatyachitaet.webp&w=256&q=75)