С самого зарождения атомной эры цирконий был тем невидимым героем, который держал на себе всю ядерную энергетику. Этот металл, который советские учёные в 1950-х годах учились получать буквально с нуля, попутно выигрывая гонку за «ядерной чистотой» и осваивая уникальные способы обработки тугоплавкого материала, оказался едва ли не единственным, кто мог выдержать адскую температуру и радиацию внутри реактора. Его главное преимущество — уникально малое сечение захвата тепловых нейтронов — фактически позволяло не тормозить цепную реакцию, а высокая коррозионная стойкость в разогретой до сотен градусов воде обеспечивала десятилетия службы корпусов ТВЭЛов. Не случайно уже в конце 1950-х первый в мире атомный ледокол «Ленин» получил активную зону именно из «ядерного» циркония, и с тех пор этот металл безотказно трудился на суше, на море и под водой.
Но вот наступил момент, когда даже цирконий, верой и правдой служивший столько лет, исчерпал свой прочностной ресурс и уступает место в сердце реактора. И момент этот настал, когда на свет начал появляться реактор РИТМ-200С — тот самый, сборка которого недавно была завершена. Он встанет на головную плавучую станцию ПЭБ‑106 (проект 20871), в составе которого будут 2 таких реактора. Важно то, что в активной зоне РИТМ-200С при длительной эксплуатации нагрузки оказались настолько велики, что классический цирконий под воздействием горячей воды начинал разрушаться. Этот процесс, известный как водородное охрупчивание, приводит к тому, что мелкие атомы водорода встраиваются между атомами металла, от чего он теряет пластичность, становится хрупким как стекло и рискует разрушиться, выпустив радиоактивные продукты наружу.
Российские учёные и металлурги нашли элегантное и одновременно революционное решение. Вместо того чтобы пытаться «лечить» цирконий, они полностью заменили его на новый хромоникелевый сплав 42ХНМ (также известный как ЭП630У). Этот сплав, прошедший облучение в реакторе БОР-60, продемонстрировал исключительную коррозионную и радиационную стойкость, сохраняя свои свойства при дозах облучения до 35 dpa. Именно он теперь используется в качестве материала оболочек тепловыделяющих элементов, обеспечивая активной зоне РИТМ-200С проектных энергоресурс.
О том, чем же так примечателен именно реактор РИТМ-200С, а главное отчего перегрузки в его активной зоне достигли критических значений, читайте в статье по ссылке — https://dzen.ru/a/ah7ULr4yki4WDgUV. Спойлер: речь пойдёт не только о плавучих АЭС, но и о том, как Россия готовится к новому витку ядерной энергетики, оставляя позади любые санкционные ограничения.
Читайте в полной статье:
– Как СССР создавал базу, которая оказалась бесценной спустя 70 лет.
– Как так получилось, что цирконий стал ограничением для самого современного российского реактора.
– Как сплав 42ХНМ связан с новым поколением российских АЭС.
____________________________
Подписывайтесь на нас в MAX:
Часть новостной повестки, которую мы освещаем именно там – коротко и с юмором.
____________________________
Автор:
kogman