据俄罗斯国家研究型技术大学莫斯科国立钢铁合金学院(NUST MISIS)新闻处消息,材料学家们制造出了一种独特的三层材料“钢—钒—钢”,它能够长久耐受高达700度的高温、刚性辐射性照射、机械压力和化学影响,可被应用在核反应堆的控制棒外壳中。
控制棒外壳是核反应堆的关键功能性部件:它们与铀燃料接触,管理着核反应流的强度。新一代快中子核反应堆有助于重复利用废铀,但它的主要问题在于控制棒外壳所遭到的严重负荷。
新一代反应堆中的释热原件外壳的最高工作温度在550度到700度之间,液态金属传热体—钠从外面作用于它们。为了接通新一代快中子核反应堆中的核燃料循环,需要一种新结构材料,它能够确保燃料的燃烧水平比现在所能达到的水平更高。
莫斯科国立钢铁合金学院教研室研究生、本项研究的共同执行者亚历山德拉·巴拉诺娃介绍说:“我们的研究团队制造出了三明治状的‘钢—钒合金—钢’三层材料。特种钢确保耐腐蚀性,而钒合金(V-4Ti-4Cr)则耐热、抗辐射,足够抵御核反应堆超坚硬环境的影响。”
她说,制造类似复合材料的任务本身就很艰难,因为两种材料的接合处应该最大限度地结为整体。该团队已成功制造出了整体上是三层管的控制棒外壳。
实验室试验表明,所获得的复合材料在工作温度高达700度时展示出高度的机械坚固性。未来研发人员计划着手对三层材料的耐辐射性进行长期研究。
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