Ускорена оценка радиационной устойчивости материалов

МОСКВА, 10 февраля. /ТАСС/. Российские исследователи разработали метод проверки радиационной устойчивости материалов, который многократно сокращает сроки испытаний. Об этом сообщила пресс-служба НИЦ "Курчатовский институт".

Авторами исследования выступили специалисты НИЦ "Курчатовский институт" - ЦНИИ КМ "Прометей", Физико-энергетического института им. А. И. Лейпунского (ГНЦ РФ - ФЭИ, входит в научный дивизион Росатома) и компании "Наука и инновации".

"[Они] создали инновационную методику, позволяющую многократно ускорить и сделать более безопасным прогнозирование поведения реакторных материалов при экстремальном облучении. Сегодня для проверки корпуса реактора на радиационную стойкость требуется строительство миниреактора и проведение в нем длительных испытаний. Это занимает годы, а иногда и десятилетия. Ученые предложили заменить облучение нейтронами на воздействие ионными ускорителями, которые "бомбардируют" образцы тяжелыми и легкими ионами. Новый метод существенно сокращает сроки испытаний: счет идет на дни и часы, ведь нужная "доза" облучения набирается в 10 000-100 000 раз быстрее", - сообщили в институте.

Быстрый и безопасный метод

Помимо того, что новый метод значительно ускоряет испытания материалов корпусов реакторов, он является и более безопасным, чем испытание облучением нейтронами: от облучения ионами материал не становится радиоактивным, поэтому с ним можно работать в обычной лаборатории. При этом для каждого физико-механического свойства материала можно подобрать такой режим ионного облучения, который будет моделировать условия нейтронного облучения в ядерном реакторе - это, в свою очередь, делает методику более универсальной. Тем самым во многом может ускориться разработка и проверка материалов для АЭС.

По новой методике, специалисты берут маленький кусок стали или сплава (материала корпуса реактора), этот образец помещают в ионный ускоритель - установку, которая разгоняет атомы (ионы) до больших скоростей, после чего ими "бомбардируют" поверхность материала в разных режимах. Дальше по разным критериям проверяется, что стало с образцом: его распухание, ползучесть, трещинообразование и другие свойства - по ним определяется, прошел ли материал испытания и способен ли он сохранять прочность и целостность под воздействием радиации.

В дополнение к новой методике ученые разработали методы экспериментально-расчетного определения физико-механических свойств материалов - от выбора геометрии образцов до математической обработки данных - и создали метод для оценки коррозионного растрескивания, базирующийся в том числе "на оригинальных разработках".

"Практическая проверка на трех марках сталей подтвердила точность новой методики: результаты ионного облучения полностью совпали с данными многолетних испытаний в реальных реакторах", - сообщили в научном центре.

Результаты работы опубликованы в журнале "Вопросы атомной науки и техники. Серия: ядерно-реакторные константы".