Как победить коррозию твэлов

Темпы развития атомных реакторов явно отстают от стремительно растущей потребности в атомной энергии. Среди причин такого положения дел — неспособность материалов, из которых создаются элементы реактора, выдерживать возрастающие нагрузки и устаревшие технологии, которые применяют при разработке новых материалов.

«Сердце» любого ядерного реактора — его тепловыделяющие элементы, твэлы, которые располагаются в активной зоне. Твэл представляет собой установленные друг на друга таблетки из диоксида урана, окруженные герметичной оболочкой из сплава циркония. Оболочка твэла омывается теплоносителем и служит защитой для топлива. В самом распространенном типе реактора, который у нас в стране называется ВВЭР (водо-водяной энергетический реактор), а на Западе PWR (pressurized water reactor), в качестве теплоносителя используется вода. При этом в активной зоне реактора вода нагревается до 360 °С, однако не закипает и не превращается в пар, поскольку находится под огромным давлением — порядка 170 атмосфер. Одновременно под влиянием порождаемой ядерным топливом радиации в воде происходит так называемый процесс радиолиза, в результате которого образуются химически активные ионы и радикалы (продукты развала молекул воды).