озии под действием влаги,
водорода и фтора, вьщеляющихся в начальный период работы твэла, и под
действием йода, цезия и других элементов, выделяющихся при длительной
работе [17]. Поэтому материал оболочек твэлов должен обладать высоким
комплексом свойств в диапазоне температур от комнатной до рабочей
(300...380 °С) и до 1200 °С при локальных перегревах в экстремальных
ситуациях, а также удовлетворять многочисленным требованиям, основные
из которых: высокие коррозионная стойкость и стойкость к радиационному
росту, минимальная скорость ползучести, высокие длительная прочность
и сопротивление разрушению. При этом необходимо обеспечить высокое
качество металла (размер внутренних дефектов не более 5 % толщины стенки
трубы; мелкозернистость и высокую дисперсность избыточных фаз;
необходимую текстуру); точность геометрических размеров и качество
поверхности.
Одним из важных требований к
материалам активной зоны реакторов является низкое поглощение
водорода. Степень наводораживания циркониевых сплавов при длительной
эксплуатации определяется прежде всего интенсивностью коррозии и
температурой. Наводораживание приводит к понижению пластичности и
трещиностойкости сплавов, а выделение хрупких гидридов в зонах
концентрации напряжений может стать причиной разрушения изделий за счет
образования и роста гид-ридных трещин по механизму замедленного разрушения
при температурах эксплуатации.
В настоящее время в российской
атомной энергетике используются два основных типа реакторов на основе
водяного теплоносителя и циркониевых труб: водо-водяные корпусного
типа — ВВЭР и водографито-вые канального типа с кипящей водой — РБМК. В
зарубежной литературе водо-водяные реакторы с водой под давлением
называют PWR, а кипящие реакторы - BWR. Кипящие реакторы могут иметь также
в качестве замедлителя воду или тяжеловодный
замедлитель-теплоноситель (например, в реакторах типа CANDU,
Канада).
Применительно к водяному и
пароводяному теплоносителю при рабочих температурах наиболее
подходящими элементами для легирования Циркония являются ниобий и
олово.
Ниобий имеет небольшое сечение
захвата и при содержании до 2,5 % стабилизирует коррозионную стойкость,
эффективно снижает поглощение водорода и повышает прочность циркония,
в основном, за счет Упрочнения твердого раствора. Легирование оловом в
количестве до 2 % Устраняет влияние вредных примесей, прежде всего азота,
что положи-
