Российские материаловеды создали сталь, работающую при вдвое более высоких температурах
Ученые из научно-производственного комплекса «Росатома» разработали аустенитную сталь, способную выдерживать эксплуатационные температуры до 600 градусов Цельсия. Это почти вдвое превышает пределы стандартных конструкционных материалов, используемых сегодня в атомной энергетике.
Как сообщили в пресс-службе госкорпорации, новый материал предназначен для реакторов на быстрых нейтронах со свинцовым теплоносителем, в частности для опытно-демонстрационного энергоблока БРЕСТ-ОД-300. Разработка сочетает высокую термическую стабильность с устойчивостью к радиации и коррозионному воздействию расплавленного свинца.
Директор Института материаловедения ЦНИИТМАШ Сергей Логашов пояснил, что полученный материал превосходит по долговременной прочности эталонные стали, применяемые на современных АЭС. Для сравнения, стандартные водо-водяные реакторы (ВВЭР) работают при температурах 320–350 градусов, а предел термостойкости обычных конструкционных элементов не превышает 300–350 градусов.
Разработка ведется в рамках масштабного проекта «Прорыв», нацеленного на внедрение замкнутого ядерного топливного цикла. Новая сталь позволит безопасно эксплуатировать оборудование в контакте со свинцовым теплоносителем, предотвращая деградацию конструкции и увеличивая ресурс работы реакторных установок.
Параллельно в ЦНИИТМАШ испытали технологию лазерной сварки для соединения элементов из аустенитных и мартенситно-ферритных сталей. Испытания проводились как на однородных, так и на разнородных металлических комбинациях, необходимых для создания сложных реакторных конструкций.
Результаты показали, что лазерная сварка значительно повышает скорость производства, обеспечивая при этом качество швов, соответствующее отраслевым стандартам и превосходящее традиционные методы дуговой сварки. Технология совместима с существующими блоками ВВЭР и РИТМ, что позволяет внедрять новые компоненты без кардинальной перестройки реакторных систем.
В составе будущего энергоблока БРЕСТ-ОД-300 предусмотрен модуль переработки облученного смешанного уран-плутониевого топлива и производства новых топливных элементов. Это должно продемонстрировать техническую реализуемость замкнутого ядерного топливного цикла и сократить объем радиоактивных отходов. В проекте участвуют несколько промышленных институтов, нацеленных на промышленное внедрение перспективных технологий.
Одновременно инженеры «Росатома» вели разработку конструкционных элементов для высокотемпературных газоохлаждаемых реакторов с использованием углеродно-углеродных композитных материалов. Испытания подтвердили стабильность этих материалов при 1300 градусах и сохранение прочности при кратковременных пиках до 1600 градусов. Такие реакторы используют гелий в качестве теплоносителя, что позволяет получать перегретый пар для турбин с температурой до 750 градусов, повышая общую эффективность генерации электроэнергии.
Разработчики подчеркивают, что сочетание новых материалов и передовых технологий сварки формирует прочную научно-техническую базу для атомной энергетики четвертого поколения. Новые решения позволяют преодолеть ключевые ограничения, связанные с термическим воздействием и коррозионной активностью свинца и гелия, открывая путь к более эффективным, безопасным и долговечным реакторным системам.
Фото: Shutterstock.com
