НОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ '
чв™
...... . si'sHeis)
модействия с теплоносителем,
коррозионное растрескивание под действием агрессивных продуктов
деления ядерного топлива, радиационная повреждаемость и ползучесть под
действием напряжений, нейтронного облучения и температуры.
Основные требования к циркониевым
изделиям, работающим в активных зонах действующих реакторов ВВЭР с
аммиачно-калиевым водным теплоносителем, и РБМК с кипящим
бескоррекционным водным теплоносителем — высокая коррозионная стойкость
(низкое окисление и гидрирование), пластичность при достаточной прочности
и сопротивление растрескиванию. Сплавы ЭПО и Э125 полностью
удовлетворяют этим требованиям, что подтверждено надежной эксплуатацией
изделий в реакторах. Так, коррозия оболочек твэлов из ЭПО в реакторах ВВЭР
после 3...5-ти топливных циклов протекает с образованием тонких
оксидных пленок и небольшим гидрированием (рис. 5.8). При этом
сохраняются высокие пластичность и трещиностойкость. В кипящих
условиях РБМК окисление оболочек из ЭПО более интенсивное, но без
заметного гидрирования. Трубы давления из Э125 после 15—17 лет работы
в РБМК сохраняют достаточно высокую коррозионную стойкость,
пластичность и трещиностойкость.
Дальнейшее повышение
экономической эффективности использования топлива, в частности в
реакторах ВВЭР, с обеспечением среднего выгорания до 55...60 МВт-сут/кг
урана и 5—6-летних кампаний при достижении флюенса нейтронов (Ф) до
(2...5) • 1026 н/см2 и с внедрением режима
маневрирования мощностью в реакторах напрямую связаны с необходимостью
увеличения ресурсных характеристик циркониевых изделий для использования
их в составе ТВС (оболочки твэлов, дис-танционирующие решетки,
направляющие и центральные каналы). Для новых условий эксплуатации
бинарные сплавы с ниобием не имеют необходимого запаса свойств, особенно
по сопротивлению деформированию в результате радиационных ползучести
и роста, а также упругим характеристикам для обеспечения размерной
стабильности и целостности твэлов и ТВС (распухание, удлинение,
искривление).
Работы по созданию новых
усовершенствованных конструкционных материалов для активных зон реакторов
типа ВВЭР предусматривают: дальнейшее совершенствование качества оболочек
твэлов из сплава ЭПО; использование для производства сплавов циркония с
пониженным содержанием гафния [< 0,01 % (ат.)]; применение в
качестве конструкционного материала для твэлов и ТВС разработанного в
России высокорадиацион-ностойкого циркониевого сплава Э635
(Zr-l,2Sn-lNb—0,4Fe) [18, 20].
