Цифровая платформа по разработке и применению цифровых двойников CML-Bench®
Уникальный онлайн-курс «Цифровые двойники изделий»
Hi-Tech новости 30 Ноября 2012 года
Данная новость была прочитана 5615 раз

Новый композитный материал SiC-SiC увеличит КПД атомных реакторов в полтора раза

Композитный материал SiC-SiC увеличит КПД всех российских атомных станций с максимальных сейчас 35% сначала до 44%, а в перспективе - до 50%, об этом рассказали на кафедре теоретической и экспериментальной физики ядерных реакторов Курчатовского института.

курчатовский институт  росатом логотип

Вторая по важности для атомной отрасли задача после обеспечения безопасности - это эффективность работы реакторов. Сейчас АЭС по этому показателю серьезно уступают другим видам электростанций.

"Парогазовые и угольные станции перешли на критические параметры теплоносителя. Давление доходит до 300 атмосфер, температура пара - до 600 градусов. КПД стремится к 50%. В реакторах рост КПД сдерживается применением конструкционного материала, который не может выдерживать таких параметров, - объясняет научный руководитель работ, доцент кафедры теоретической и экспериментальной физики ядерных реакторов Павел Алексеев. - В тепловой реактор сталь нельзя ставить, а цирконий недостаточно жаропрочен, поэтому КПД получается процентов 30. А для композита SiC-SiC температура 1,2 тыс. градусов на оболочке - не проблема".
Композит представляет собой волокна карбида кремния. Пока сырье для изготовления композита поставляют из Японии. Первую пробную партию из этого сырья изготовили в НПО «Луч» Росатома. Сейчас идет анализ данных эксперимента, выводы о качестве первой партии станут известны через три месяца. Даже если первый эксперимент не оправдает надежд и прочность материала окажется ниже требуемой, постепенно разработчикам удастся достичь нужного результата.
 
Одновременно с Россией исследованием этого материала на предмет применения в атомной энергетике занимаются в США, во Франции и других странах Европы.
Интересно, что Россия, изначально считавшаяся первопроходцем в применении SiC-SiC, сейчас отстает от конкурентов. Пока у нас завершаются прочностные исследования, в других странах активно готовятся к реакторным.
"Идея носится в воздухе и в России полностью не реализована. Первый эксперимент по изготовлению оболочек SiC-SiC у нас есть, но это как в анекдоте - «можно мазать, но есть еще нельзя». Пока не могу сказать с уверенностью, что наши усилия будут положительны. Сколько это будет стоить и когда произойдет - рановато говорить", - комментирует главный специалист Института промышленных ядерных технологий национального исследовательского ядерного университета Валерий Астафьев.
 
Павел Алексеев с кафедры теоретической и экспериментальной физики ядерных реакторов знает, что все работы по внедрению композита в производство обойдутся в сумму порядка 10 млрд рублей, но потребуется несколько лет для того, чтобы проверить, как материал ведет себя в условиях облучения.
 
Публикация подготовлена сотрудниками CompMechLab®  по материалам сайта vz.ru.