Розробка та дослідження ТВЕЛів з металургійним з’єднанням сердечника і оболонки для ядерних установок
Анотація
Приведені конструкція та схема виготовлення стрижневих твелів з ребристою алюмінієвою оболонкою зчепленого варіанту з використанням методів гарячого ізостатичного пресування та контактно-реактивної пайки. Показано, що розроблена схема може бути використана як для виготовлення дисперсійного, так і високощільного палива на основі сплавів урану. Представлені результати досліджень паяних з’єднань алюмінієвої оболонки з матричною композицією на основі алюмінію та із зразками зі сплаву Е110 через мідне та силумінове покриття. Визначені міцність паяних з’єднань, склад дифузійних шарів, що утворюються в результаті контактно-реактивної пайки у високому вакуумі. Визначені режими гарячого ізостатичного пресування, що забезпечують обжимання ребристою оболонкою паливних таблеток і стрижнів та одержання металургійного з’єднання між їхніми поверхнями. Показано, що починаючи з температури 610 °С забезпечується задовільна міцність зчеплення паяних з’єднань, а максимальні значення міцності, отримані на з'єднаннях Al-(Al+12%Si)-Zr і Al-Cu-Zr, відповідно, становлять 57,0 МПа і 55,3 МПа. Приведені результати досліджень складу дифузійних шарів, що утворюються в результаті пайки з’єднань: Al-(Al+12%Si)-Zr і Al-Cu-Zr. Встановлено, що при використанні гарячого пресування найкращі результати для виготовлення макетів твелів в досліджуваному діапазоні режимів забезпечуються за температури 630 °С, тиску 380 МПа і тривалості процесу 20 хвилин. Відпрацьовані режими нанесення мідного і силумінового покриттів на алюмінієві та цирконієві зразки вакуумно-дуговим методом (КІБ) та одержання з’єднань контактно-реактивною пайкою в комбінації з гарячим ізостатичним пресуванням.
Завантаження
Посилання
V.G. Aden, E.F. Kartashev, V.A. Lukichev, P.I. Lavrenyuk, V.M. Chernyshov, A.V. Vatulin, A.V. Morozov, V.B. Suprun, A.B. Alexandrov, and A.A. Enin. PAST, 5, 3 (2005), https://vant.kipt.kharkov.ua/ARTICLE/VANT_2005_5/article_2005_5_3.pdf
R.G. Muranaka, IAEA Bulletin, 25(1), 18 (1983), https://www.iaea.org/sites/default/files/25105381821.pdf
A.V. Vatulin, I.V. Dobrikova, V.B. Suprun, and G.V. Kulakov, Questions of atomic science and technology. Series: Materials Science and New Materials, 1(74), 39 (2013), https://elibrary.ru/item.asp?id=21397636
A.G. Samoilov, A.I. Kashtanov, and V.S. Volkov, Dispersion fuel elements of nuclear reactors, (Atomizdat, Moskov, 1969), p. 584.
B.W. Pace, and E.A. Marinak, in: International Meeting on Reduced Enrichment for Research and Test Reactors (RERTR) (Budapest, 1999), https://www.rertr.anl.gov/Web1999/Abstracts/14pace99.html
Y.S. Kim, and G.L. Hofman, J. of Nucl. Mat. 410, 1 (2011), https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2010.12.031
G.L. Hofman, M.K. Meyer, J.L. Snelgrove, M.L. Dietz, R.V. Strain, and K-H. Kim, in: International Meeting on Reduced Enrichment for Research and Test Reactors (RERTR). (Budapest, 1999), https://www.rertr.anl.gov/Web1999/Abstracts/08hofman99.html
G.A. Birzhevoy, R.Kh. Gibadullin, A.D. Karpin, V.V. Popov, V.N. Sugonyaev, and Yu.A. Fedorov, in: IX Russian Conference on Reactor Materials Science, (Dimitrovgrad, 2009), pp. 436-443.
H.J. Ryu, J.M. Park, K.H. Lee, B.O. Yoo, Y.H. Jeong, Y.J. Jeong, and Y.S. Lee, in: European Research Reactor Conference, (St. Petersburg, 2013), pp.115-123.
A.V. Vatulin, Yu. A. Stetsky, V.B. Suprun, I.V. Dobrikov, V.A. Mishunin, A.B. Alexandrov, and A.A. Enin, Patent RU No. 2267175 (14 october 2003) (in Russian).
S.Yu. Sayenko, Nuclear and radioactive safety, 1(65), 41 (2015), https://nuclear-journal.com/index.php/journal/article/view/355
N.N. Belash, A.V. Kushtym, V.V. Zigunov, V.S. Krasnorutsky, Patent Ukraine No. 112268, (10 August 2016). (in Ukrainian).
N.N. Belash, A.V. Kushtym, V.V. Zigunov, V.A. Zuek, A.I. Bol'shak, and A.M. Stepanenko, in: 3 International conference "High-purity materials: obtaining, applications, properties", (NSC KIPT, Kharkov, 2015), pp. 94.
A.V. Kushtym, N.N. Belash, I.A. Chernov, V.M. Evseev, E.A. Slabospitskaya, E.B. Valezhny, V.A. Zuek, V.V. Zigunov, in: International Conference "Improving the Safety and Efficiency of Nuclear Energy", (ONPU, Odessa, 2014), рp. 271-281.
Belash N.N., Tatarinov V.R., Ragulina N.I., Danilova O.V., and Semenov N.A. Problems of Atomic Science and Technology. Series: "Physics of radiation damage and radiation materials science". 3(81), 88 (2002), http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/80090
V.S. Krasnorutsky, N.N. Belash, V.R. Tatarinov, Problems of Atomic Science and Technology. Series: "Physics of radiation damage and radiation materials science". 6(82), 120 (2002), https://vant.kipt.kharkov.ua/ARTICLE/VANT_2002_6/article_2002_6_120.pdf
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
