Các nhà khoa học Nga tạo ra lớp vỏ mới bảo đảm an toàn cho các nhà máy điện hạt nhân

© Ảnh : Siberian chemical plant Lắp đặt để sản xuất thanh nhiên liệu với nhiên liệu nitrit đậm đặc tại Siberian Chemical Combine
Lắp đặt để sản xuất thanh nhiên liệu với nhiên liệu nitrit đậm đặc tại Siberian Chemical Combine - Sputnik Việt Nam, 1920, 05.01.2022
Các nhà khoa học của Đại học Bách khoa Tomsk (Tomsk Polytechnic University -TPU) đã tìm ra giải pháp cho một trong những vấn đề cấp bách của loại lò phản ứng hạt nhân phổ biến nhất trên thế giới hiện nay.
Theo các tác giả, lớp phủ mà họ đã phát triển cho lớp vỏ thanh nhiên liệu trong lò phản ứng nhà máy điện hạt nhân sẽ làm tăng đáng kể khả năng chống ăn mòn và gần như loại bỏ nguy cơ xảy ra rò rỉ phóng xạ. Kết quả nghiên cứu được công bố trên tạp chí Materials Letters.
© Ảnh : Press service of TPUCác nhà khoa học trẻ khám phá cấu trúc của vật liệu mới
Các nhà khoa học trẻ khám phá cấu trúc của vật liệu mới - Sputnik Việt Nam, 1920, 20.12.2021
Các nhà khoa học trẻ khám phá cấu trúc của vật liệu mới
Thanh nhiên liệu hạt nhân viết tắt là TNL chứa nhiên liệu hạt nhân là bộ phận chính của lò phản ứng hạt nhân, bên trong diễn ra quá trình phân hạch phóng xạ thoát khỏi nhiên liệu. Trong trường hợp khẩn cấp, khi nhiệt độ trong lõi của lò phản ứng năng lượng nước-nước phổ biến nhất thế giới tăng lên quá cao gọi là "nóng chảy hạt nhân”, hơi nước phản ứng với lớp phủ zirconium của thanh nhiên liệu, mà theo các nhà khoa học TPU, điều đó có thể dẫn đến rò rỉ phóng xạ.
Trong quá trình zirconium phản ứng với hơi nước, hydro cực kỳ dễ cháy được giải phóng, và các lớp vỏ khá nhanh chóng mất đi các đặc tính của chúng và có thể mất độ kín. Các nhà khoa học giải thích thêm rằng, để ngăn chặn những tình huống như vậy cần phải tạo ra lớp phủ đặc biệt trên bề mặt lớp vỏ.
Các nhân viên của cơ quan Rosenergoatom đang tiến hành đại tu các tổ máy trong sảnh tuabin của Kola NPP, Vùng Murmansk - Sputnik Việt Nam, 1920, 19.04.2021
Nga công bố kế hoạch xây dựng tổ máy điện hạt nhân độc đáo

Lớp vỏ mới đảm bảo độ tin cậy

Các chuyên gia của TPU đã phát triển một lớp phủ mới có độ tin cậy cao, thân thiện với môi trường và tiết kiệm chi phí trong sản xuất, cũng như có cách phủ lên rất đơn giản.
“Chúng tôi đã nghiên cứu nhiều sửa đổi cấu trúc bề mặt của các vật liệu zirconium khác nhau được sử dụng trong thanh nhiên liệu. Hiệu quả tối ưu có được nhờ lớp phủ cacbua silic được áp dụng bằng phương pháp thiêu kết laser chọn lọc. Các thử nghiệm đã chỉ ra rằng, lớp phủ của chúng tôi làm tăng khả năng chống lại các hư hỏng cơ học có thể xảy ra trong quá trình hoạt động”, - Giáo sư Andrey Lider tại Khoa Vật lý Thực nghiệm của Đại học TPU cho biết.
Các nhà khoa học giải thích thêm rằng, lớp phủ bằng cacbua silic có khả năng chống chịu nhiệt độ cao và hiệu suất chống ăn mòn tuyệt vời. Các chuyên gia của TPU đã xác định các chế độ sử dụng tối ưu của vật liệu này, cho phép tạo ra lớp phủ có độ xốp thấp và bền bám dính cao với bề mặt của hợp kim zirconi.
Bảng điều khiển khối của tổ máy điện thứ ba của nhà máy điện hạt nhân Novovoronezh. - Sputnik Việt Nam, 1920, 21.01.2021
Nga thử nghiệm thiết bị độc đáo để cải thiện độ an toàn của nhà máy điện nguyên tử
Ngoài ra, trong quá trình nghiên cứu, các nhà khoa học TPU lần đầu tiên sử dụng phương pháp chụp cắt lớp siêu âm để kiểm soát tính toàn vẹn của lớp phủ bảo vệ vật liệu zirconium. Theo các tác giả của công trình, phương pháp này có thể trở thành một yếu tố quan trọng của hệ thống an toàn tại các nhà máy điện hạt nhân.
Trong tương lai, nhóm nghiên cứu dự định tiếp tục cải tiến lớp phủ mới, thử nghiệm độ ăn mòn và tiến hành các thí nghiệm cơ học, cũng như phát triển các phương pháp sử dụng lớp phủ cho các sản phẩm có hình dạng phức tạp. Vào năm 2021, Đại học TPU bắt đầu tham gia chương trình “Ưu tiên 2030”, mà một trong những chương trình đại học nhằm phát triển các công nghệ cho ngành năng lượng tương lai.
Tin thời sự
0
Để tham gia thảo luận
hãy kích hoạt hoặc đăng ký
loader
Phòng chat
Заголовок открываемого материала