Специалисты ВНИИНМ им. академика А.А. Бочвара в рамках
программы разработки толерантного топлива разработали уникальный
состав, а также метод нанесения покрытий на основе хрома толщиной
до 15 мкм на трубы-оболочки тепловыделяющих элементов (ТВЭЛ).
Предварительные исследования показали увеличение стойкости
покрытых образцов в пять раз по сравнению с непокрытыми.
В ходе работ способы нанесения покрытия на оболочку варьировались,
но оптимальным был выбран метод высокоскоростного ионно-плазменного
магнетронного распыления.
В напылении используется хром с различными добавками (никель,
железо, алюминий и др.), чтобы повысить механические свойства и адгезию.
В настоящее время ведутся исследования на образцах для выбора режимов
нанесения и состава для масштабирования технологии обработки
циркониевых труб на длину до 500 мм для поставки в ПАО «НЗХК» уже
в этом году.
В Новосибирске образцы будут начинены ядерным топливом, после
чего установлены в исследовательские реакторы. В дальнейшем планируется
масштабировать технологию на оболочки твэлов длиной до четырех метров.
Специалисты АО «ВНИИНМ» оптимизируют параметры технологии
процесса напыления, а также предварительной подготовки поверхности труб-
оболочек для обеспечения следующих требований: стойкость при
нормальной эксплуатации в реакторе, а также при авариях с потерей
теплоносителя.
Кроме того, для образцов с покрытием предусмотрен комплекс
испытаний: механических, высокотемпературных, автоклавных, а также
исследование физических характеристик. При отработке методики трубы
из циркония установят в планетарный механизм вращения (8–16
позиционный) для повышения производительности и однородности процесса
напыления. Такая опытно-промышленная технология позволит снизить
стоимость единицы продукции. Окончательный выбор технологии будет
сделан после окончания реакторных и послереакторных испытаний.
По словам генерального директора АО «ВНИИНМ» Леонида Карпюка,
специалисты института в рамках работ по ATF исследуют и отработают
технологию сварки твэльных труб, а также разработают методику
неразрушающего контроля толщины покрытия на циркониевой трубе.
– Мы испытываем образцы в широком диапазоне температур. Уже
исследовано несколько десятков труб-оболочек с разными покрытиями
и параметрами их напыления с целью повышения свойств. Пробуются
варианты напыления как из нескольких источников, так и с мозаичными
мишенями. Предварительные исследования уже показали увеличение
стойкости покрытых образцов в пять раз по сравнению с непокрытыми, –
подчеркнул Леонид Карпюк.
По информации СМИ