вид  
12 Декабря 2025г, Пятница€ — 92.9384,  $ — 79.3398загрузить приложение Armtorg.News для Андроидзагрузить приложение Armtorg.News для iphone
ПОИСК
Закрыть
  3. Ученые МИФИ научили водород проникать через оксидированные слои на поверхности металла

Ученые МИФИ научили водород проникать через оксидированные слои на поверхности металла

18 Апреля 2016
Давно и хорошо известно, что оксидированные слои на поверхности металлов являются барьером для проникновения водорода как в металл, так и из металла. В экспериментах, проведённых в НИЯУ МИФИ на кафедре «Физика плазмы» было показано, что проникновением водорода через поверхностные оксидированные слои металла можно управлять облучением поверхностного оксида атомарными или ионными потоками.

В частности, при облучении оксидированной поверхности атомами водорода или ионами водородной плазмы с тепловыми скоростями ускоряется проникновение водорода через поверхность и его захват в металле. А если в облучающем поверхность потоке атомов или ионов присутствует примесь кислорода, происходит удаление водорода из металла. Это явление получило название «Радиационно-ускоренное проникновение водорода через поверхностные оксидные слои металлов» (Radiation Enhanced Penetration – «REP»).

Эксперименты, проводившиеся в течение более трех лет на кафедре, позволили не только обнаружить это явления, но и изучить закономерности его проявления в самых разных случаях (разные металлы, разные оксидные слои, разные составы и режимы облучения и т.п.).

Данной работой руководил (постановка задачи на эксперименты, обсуждение результатов и, в конечном итоге, установление механизма явления) профессор Беграмбеков Леон Богданович. Аспиранты А.С. Каплевский и А.Е. Евсин провели большую часть работ по подготовке и проведению экспериментов, по измерению закономерностей явления в различных условиях, по обработке и обсуждению результатов экспериментов.

Результаты эксперимента важны, но основную ценность имеет понимание того, какие процессы обуславливают явление, при каких условиях и как это явление проявляется, и, следовательно, как им (то есть проникновением водорода через оксидированную поверхность) управлять.

Обнаружение и объяснение этого явления актуально, поскольку может помочь улучшить работу многих устройств и установок. Например, так называемые нейтронные трубки служат для генерации потоков нейтронов. Один из основных элементов трубок – это тонкий титановый слой, насыщенный изотопами водорода. Чем выше концентрация изотопов водорода в титановом слое, тем больше поток производимых трубками нейтронов и время работы трубки (её ресурс).

Понимание природы явления, о котором идёт речь, позволит так подобрать состав поверхностного оксидного слоя на титане и так вести эксплуатацию трубки, чтобы минимизировать непроизводительные потери изотопов водорода из титанового слоя и, соответственно, увеличить производительность и ресурс работы трубки.

В атомных реакторах, типа ВВЭР, циркониевые оболочки твэлов, имеющие на поверхности оксидный слой, предотвращают контакт водорода из водного теплоносителя с ураносодержащим материалом твэла. Ресурс работы твэлов ограничивается тем, что в результате взаимодействия с водой активной зоны реактора и с ионами водорода и водородосодержащими радикалами, образующимися в воде из-за нейтронного облучения, происходит эрозия циркониевых оболочек, нарушается их целостность, теряются барьерные свойства по отношению к диффузии водорода.

Понимание процессов на поверхности оболочки твэлов позволяет создать на их поверхности такой оксидный слой, который, как показали эксперименты, значительно тормозит их деградацию, проникновение в них водорода. В результате, открывается путь к увеличению ресурса твэлов и улучшению экономических показателей реакторов.

Стенки вакуумной камеры создающегося Международного термоядерного реактора (ИТЭР) и контактирующие с плазмой компоненты, а также металлическая пыль, образующаяся в процессе его работы, будут поглощать тритий. В результате, реактор очень скоро может стать настолько радиоактивным, что его дальнейшая эксплуатация станет невозможной.

Результаты проведённых экспериментов показывают, какой должен быть состав плазмы, чтобы предотвратить накопление трития в контактирующих с плазмой материалах и, таким образом, сделать эксплуатацию реактора безопасной.

Пресс-служба МЦ Armtorg по материалам НИЯУ МИФИ

Метки ВВЭР НИЯУ МИФИ

Новости по теме

Смотрите также:
Новогодний номер журнала «Вестник арматуростроителя» № 6 (93) опубликован в электронной версии! Новогодний номер журнала «Вестник арматуростроителя» № 6 (93) опубликован в электронной...
Дорогие коллеги, читатели, друзья! В преддверии Нового года мы рады представить вашему вниманию шестой номер журнала «Вестник арматуростроителя» № 6 (93).
Фото недели: компания «УралКомплектЭнергоМаш» изготовила герметические клапаны из нержавеющей стали по техническому заданию заказчика Фото недели: компания «УралКомплектЭнергоМаш» изготовила герметические клапаны из...
Компания изготовила и поставила очередную партию герметических клапанов из нержавеющей стали в комплекте с электроприводами
На предприятии «ПТПА» состоялась итоговая защита проектных инициатив На предприятии «ПТПА» состоялась итоговая защита проектных инициатив
По итогам предварительных защит в финал вышли 23 проекта. Лидеры инициатив представили результаты генеральному директору Александру Чернышеву, топ-менеджерам и участникам проектов.
Последние добавления библиотеки(Предложить книгу)

Сборник статей Кима Миргаязова

Сборник статей Кима Миргаязова

«Моя жизнь и арматура»

Книга Олега Шпакова «Моя жизнь и арматура» жизнь автора от рождения...

Запорные клапаны на высокие параметры эксплуатации. Исследования и проектирование

Приведенные в книге результаты исследований позволили разработать р...