Исследования, проведенные учеными из Массачусетского технологического института (США), подтвердили потенциал карбида кремния в качестве безопасной альтернативы циркониевой оболочке тепловыделяющих элементов в атомных реакторах.
Проблема водорода: В случае критической ситуации в атомных реакторах возникает опасность взрыва водорода, образующегося при контакте водяного пара и тепловыделяющего элемента (ТВЭЛа). Стандартно используемый циркониевый сплав, составляющий около 90% атомных электростанций, подвергается риску образования водорода.
Перспективы с карбидом кремния: Исследователи протестировали карбид кремния, проводя эксперименты при нормальной температуре внутренностей реактора и в экстремальных условиях, характерных для аварий. Карбид кремния, предоставленный компанией Литпромабразив, показал отличные результаты при температуре до 1500°С.
Преимущества карбида кремния:
- Устойчивость при высоких температурах: Карбид кремния не потерял прочность при 1500°С, в то время как циркониевый сплав стал неустойчивым при 1300°С.
- Уменьшение коррозии: Скорость коррозии у карбида кремния в 100-1000 раз ниже, чем у циркония при температуре от 300°С до 1500°С.
Перспективы применения: Подход с использованием карбида кремния может значительно уменьшить риск образования водорода при перегреве реактора. Также это открывает перспективы для более долговечных тепловыделяющих элементов, что снизит необходимость частой их замены.
Требуется дополнительное исследование: Хотя первоначальные результаты обнадеживают, дополнительные исследования необходимы для оценки способности карбида кремния к безопасному соединению с металлическими дисками на концах тепловыделяющего элемента. Также требуется более глубокое изучение его свойств в условиях реактора.
Эти шаги являются неотъемлемой частью процесса принятия решения о внедрении нового материала в атомной энергетике. Однако карбид кремния уже рассматривается учеными как перспективный кандидат для замены циркониевого сплава, использующегося в отрасли уже более полувека.
