Ученые Томского политехнического университета, университетов Чехии и Беларуси разрабатывают нанокомпозитные покрытия, устойчивые к радиационным воздействиям, которые могут использоваться в ядерных реакторах и космическом приборостроении.
Проект обсуждался на V Международном конгрессе "Потоки энергии и радиационные эффекты" (EFRE-2016), который проходит в Томске со 2 по 7 октября. Разработка ведется в лаборатории №1 Института физики высоких технологий ТПУ под руководством Геннадия Ремнева при сотрудничестве профессора Университета Западной Богемии (Чехия) Йиндриха Мусила и профессора Белорусского государственного университета, по совместительству сотрудника лаборатории №1 ТПУ Владимира Углова.
По словам профессора Углова, сейчас работы ведутся по двум направлениям: фундаментальные основы создания радиационностойких нанокомпозитов и создание систем для тестирования свойств таких материалов. Одна из главных областей применения нанокомпозитных материалов - ядерная энергетика.
- Сейчас в реакторах третьего поколения на промежуточном уровне реализовано понятие "нано”: наночастицы оксида иттрия здесь используются для поглощения радиационных вакансий - "полостей”, возникающих в результате облучения. Таким образом, предотвращается "распухание” материала, а, следовательно, перезагрузка реактора может осуществляться значительно реже, - рассказал "РГ" Владимир Углов.
Широкое применение нанокомпозитные материалы могут найти в ядерных реакторах четвертого поколения. В них будут использоваться топливные гранулы диаметром менее миллиметра: внутрь такой гранулы будет помещено топливо, окруженное многослойной оболочкой из наноматериалов.
- Это будут керамические покрытия, так как им предстоит работать при температуре свыше тысячи градусов. Эти материалы должны решать множество задач: должны быть достаточно прочными, эластичными, пластичными, обладать достаточной теплопроводностью, - добавил профессор.
Владимир Углов отметил, что такие нанокомпозитные покрытия могут быть востребованы не только в ядерной энергетике, но и в других областях, где предполагается работа в экстремальных условиях: в космосе, в паровых турбинах тепловых станций.
Cинтез и тестирование новых материалов осуществляется на базе ТПУ. В лаборатории №1 уже был получен ряд нанокомпозитных материалов, которые проявили подходящие физико-механические свойства. Далее ученым предстоит протестировать их радиационные свойства. В этом году научный коллектив во главе с профессором Угловым получил грант Российского научного фонда на исследования стойкости этих покрытий к радиационным воздействиям.