Kompozitni materijali u nuklearnoj energetici

Nacionalni istraživački nuklearni univerzitet (MIFI) i Kurčatovski institut završili su prvu fazu eksperimenata sa materijalom koji je neobičan za proizvodnju obloga za nuklearno gorivo – kompozitnim materijalom na bazi silicijum karbida.

Njegovom primenom efikasnost ruskih nuklearnih elektrana povećala bi se do 50%.
Kompozitni materijali imaju vrlo široku primenu. Koriste se u izgradnji aviona i automobila, kao i u tehnologijama posebne namene. U nuklearnoj energetici, zbog njene specifičnosti, uvođenje različitih noviteta uključujući one vezane za kompozite odvija se sporo i oprezno, prethode mu duga i temeljna ispitivanja. Prvi eksperimenti sa novim oblogama za nuklearno gorivo pokazali su da one izdržavaju daleko više temperature u odnosu na one cirkonijumske. Promena materijala omogućila bi veću efikasnost nuklearne elektrane. Predstavnik naučnoistraživačkog centra Kurčatovski institut Andrej Gagarinski kaže:

- Te obloge mogu biti različite. Na primer za reaktore sa vodom pod pritiskom, koji su za Rusiju uobičajeni, za izradu obloga koristi se cirkonijumska legura. Kod drugih reaktora čak je mogća primena čeličnih ili keramičkih obloga. Svaki materijal ima svoje prednosti i nedostatke kao što su plastičnost i propustljivost. Šta je za stručnjake mana obloga za reaktore sa vodom pod pritiskom? Činjenica da sadrže cirkonijum.

U slučaju havarije, kada nastaju velike količine vodene pare, cirkonij stupa u reakciju sa njima i emituije vodonik, a to je opasno, ističe ekspert. Čelične obloge su dobre po mnogim karakteristikama, ali one apsorbuju neutrone, dakle ne odgovaraju termoreaktorima baš najbolje. Kompozitne obloge nemaju mnoge od tih nedostataka. Njihove prednosti su otpornost na visoke temperature, niska degradacija svojstava zbog izloženosti radijaciji, visoka sigurnost u radu i otpornost na koroziju.

Za sada se sirovine za proizvodnju kompozita dopremaju iz Japana. Ali u perspektivi u Rusiji će biti pokrenuta sopstvena proizvodnja, ubeđen je glavni stručnjak Instituta za privredne nuklearne tehnologije Nacionalnog istraživačkog nuklearnog univerziteta Valerij Astafjev:

- Sada smo na samom počeku puta, u ovoj fazi radićemo na kompleksnim ispitivanjima tih materijala bez goriva. Imamo mogućnost za njihovu izradu na bazi konaca, takozvanih armiranih obloga, ali za sada bismo koristili japanske konce. Ako dobijemo pozitivne rezultate, radićemo na ruskim tehnologijama njihove proizvodnje.

Prema stručnim prognozama za ispitivanje svojstava materijala u uslovima izloženosti radijaciji biće potrebno nekoliko godina. Istovremeno sa Rusijom novi materijal za nuklearnu energetiku testira se i u SAD, Francuskoj i još nekoliko evropskih zemalja. Ovo je tek početak međunarodne nuklearno-kompozitne trke.