Материаловедение | |
Название | Разработка и исследование свойств конструкционных материалов на основе сплавов алюминий – бериллий для дисперсного ядерного топлива |
DOI | 10.17580/tsm.2015.08.09 |
Автор | Никитин С. Н., Тарасов Б. А., Шорников Д. П., Баранов В. Г. |
Информация об авторе | Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ», Москва, Россия: С. Н. Никитин, инженер отраслевой научно-исследовательской лаборатории 709, эл. почта: mephi200809@yandex.ru |
Реферат | Исследовательские реакторы эксплуатируют при весьма больших удельных мощностях энерговыделения активной зоны и высоких выгораниях, что связано с необходимостью повышения плотности нейтронного потока и снижения эксплуатационных расходов. Для возможности перехода на низкообогащенное топливо в рамках существующих геометрий активных зон без существенного снижения плотности потока нейтронов целесообразней использовать в качестве твэлов высокоплотные дисперсные композиции из урановых сплавов в алюминиевой матрице. Основным фактором, сдерживающим использование указанной композиции, является взаимодействие между U – Mo-гранулами и алюминиевой матрицей при высоких уровнях выгорания. Взаимодействие приводит к дополнительному распуханию твэлов, снижению теплопроводности матрицы и повышению температуры в центре твэла, образованию интерметаллидных соединений, сквозной пористости и выходу твэла из строя. Из-за взаимодействия с алюминием U – Mo-топливо имеет ограничения по условиям эксплуатации в реакторе, что требует поиска новых альтернативных решений в этом направлении. В данной работе в качестве перспективных топливных композиций твэлов дисперсного типа рассмотрены композиции с металлическими частицами из уран-молибденовых сплавов в алюминиевой матрице, содержащей от 2 до 8 % (мас.) Be. Основной задачей работы является экспериментальное определение влияния легирования бериллием алюминиевой матрицы на кинетику диффузионного взаимодействия ее с уран-молибденовыми сплавами. Установлено линейное снижение скорости взаимодействия с увеличением содержания бериллия до 8 % (мас.) в алюминиевом сплаве. Сравнение с другими алюминиевыми матричными сплавами показало преимущество как по теплофизическим и механическим свойствам, так и по совместимости с уран-молибденовыми сплавами. |
Ключевые слова | Алюминий-бериллиевые сплавы, теплопроводность, дисперсное ядерное топливо, силумины, теплоемкость, предел прочности, диффузия, слой взаимодействия |
Библиографический список | 1. Von Hippel F. A comprehensive approach to elimination of highly-enriched uranium from all nuclear Reactor fuel cycles // Science and global Security. 2004. Vol. 12. P. 137–164. |
Language of full-text | русский |
Полный текст статьи | Получить |