Меню
  • $ 88.17 -0.34
  • 92.55 -0.56
  • ¥ 12.20 -0.02

Ученые нашли способ усилить безопасность перевозки радиоактивных отходов

Сибирские ученые получили образцы материала, который можно наносить на поверхность по принципу краскопульта, напыляющего краску, для контейнеров транспортирующих радиоактивные отходы. Это позволит усилить безопасность. Результаты исследований опубликованы в Известиях РАН.

Специалисты Института химии твердого тела и механохимии СО РАН совместно с Институтом ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН занимаются разработкой технологии создания высокотемпературных композиционных материалов из боридов вольфрама и молибдена для атомной энергетики, а именно для контейнеров, транспортирующих радиоактивные отходы.

▼ читать продолжение новости ▼

Задача исследователей — создание материала, который одновременно будет ослаблять гамма- и нейтронное излучения, выдерживать высокие температуры и обладать достаточными прочностными характеристиками. Полученные образцы материала можно наносить на поверхность по принципу краскопульта, напыляющего краску.

«В атомной энергетике в связи с увеличением количества радиоактивных отходов, которые образуются в результате переработки отработанного ядерного топлива, остро встала проблема модернизации контейнеров для их транспортировки и хранения, — отмечают ученые. — Атомной промышленности необходимы материалы, которые соединяли бы в себе лучшие свойства металлов и самых тугоплавких соединений — оксидов, карбидов, боридов».
▼ читать продолжение новости ▼

Над получением таких материалов работают специалисты ИХТТМ СО РАН и ИЯФ СО РАН. В их арсенале — аддитивные технологии и специализированный источник электронного пучка.

«Материал защитного покрытия должен ослаблять поток альфа-, бета-, гамма- и нейтронного излучений. Для этой цели хорошо подходят бориды тяжелых металлов, например, вольфрама, — пояснил научный сотрудник ИХТТМ СО РАН кандидат химических наук Алексей Анчаров. — Атомы металла поглощают альфа-, бета- и гамма-излучения, а атомы бора — нейтроны. Кроме этих свойств бориды обладают высокой температурой плавления и высокой твердостью. Задача нашего исследования состояла в том, чтобы научиться комбинировать необходимые свойства в одном материале. Аддитивные технологии здесь очень подходят — они позволяют наращивать слои материалов с различными концентрациями или добавлять новые слои с другими компонентами и обеспечивать градиент физико-химических характеристик по толщине образца».

Для предварительной подготовки образцов специалисты использовали метод механоактивации. В шаровой мельнице — специальном устройстве для смешивания и измельчения твердых веществ до микроразмеров — вольфрам и нитрид бора «вбиваются» друг в друга. Под электронным микроскопом получившийся механокомпозит выглядит как «слоеный пирог». Далее его исследуют в Сибирском центре синхротронного и терагерцового излучения ИЯФ СО РАН на экспериментальной станции «Дифрактометрия в жестком рентгеновском диапазоне» при помощи синхротронного излучения, генерируемого ускорителем ВЭПП-3. Третий, завершающий, этап приготовления — нагревание смеси и запуск химических реакций направленным пучком электронов на специализированном источнике электронного пучка в ИЯФ СО РАН.

«Источник электронного пучка ИЯФ СО РАН разработан и изготовлен специально для электронно-лучевых технологий. Он обладает редкими параметрами: энергией 60 киловольт при непрерывной мощности до 30 киловатт, — рассказал научный сотрудник ИЯФ СО РАН Юрий Семенов. — При фокусировке электронного пучка меньше одного миллиметра в диаметре мы получаем мощность около 100 киловатт на квадратный миллиметр. Мощность преобразуется в тепло в обрабатываемом слое толщиной десяток микрометров, где температура может достигать отметки 6000 °C и выше. Такие характеристики позволяют нам плавить самые тугоплавкие материалы. Но самая важная особенность нашей установки в том, что электронный пучок направляется на обрабатываемую поверхность не прямолинейно, а с поворотом на 270 градусов. Такое решение позволяет нам защитить катод и высоковольтную область электронной пушки от паров и мелких капель от обрабатываемого материала. Данная технология запатентована нами в России».

Специалисты подчеркнули, что им удалось достаточно просто и с малыми энергозатратами получить композиты из разных боридов, управлять процессом синтеза. В будущем, меняя соотношение состава (стехиометрию), можно регулировать ослабление того или иного вида излучения. Композиционные материалы, где в составе больше вольфрама, будут лучше поглощать гамма-излучение, где больше бора — нейтронное излучение.

Алексей Анчаров обратил внимание и на то, что разрабатываемая технология позволит делать как большие, так и маленькие детали, причем любой формы. Более того, если оборудовать электронную пушку специальным соплом, из которого выдувается порошок, то, попадая в зону нагрева, он будет наплавляться на поверхность. Технология наплавления схожа с принципом работы краскопульта: защитный слой просто напыляется на уже существующее изделие, например, стенки контейнеров для перевозки и хранения радиоактивных отходов.

Постоянный адрес новости: eadaily.com/ru/news/2019/09/16/uchenye-nashli-sposob-usilit-bezopasnost-perevozki-radioaktivnyh-othodov
Опубликовано 16 сентября 2019 в 01:42
Наука в Сибири
ТОП-10
  • Сейчас
  • Сутки
  • Неделя
  1. Россия отказала Литве в рассмотрении запросов об истребовании документов
  2. ВСУ не могут выйти: ВС России вошли в село Улаклы в андреевском «мешке» — Мучной
  3. Бывшая ведущая Первого канала объявлена иноагентом
  4. Таинственный миллиардер решил купить завод по производству эксклюзивной водки в ЕС
  5. А как глумился: Зеленский кинулся благодарить за помощь — серия звонков за день
  6. «Ноль — Украина официально ничего не должна США»: Зеленский и банки ограбили Америку
  7. США отказались подписывать антироссийскую резолюцию ООН
  8. Боеголовки ракеты «Орешник» выдерживают температуру поверхности Солнца — Путин
  9. Китай почти полностью обанкротил целую отрасль промышленности Восточной Европы
  10. Будет сидеть на пожизненном: Арестович** задержит Зеленского, если станет президентом
  1. Россия отказала Литве в рассмотрении запросов об истребовании документов 173033
  2. «Ноль — Украина официально ничего не должна США»: Зеленский и банки ограбили Америку 83121
  3. Китай почти полностью обанкротил целую отрасль промышленности Восточной Европы 66282
  4. Таинственный миллиардер решил купить завод по производству эксклюзивной водки в ЕС 63790
  5. ВСУ не могут выйти: ВС России вошли в село Улаклы в андреевском «мешке» — Мучной 50095
  6. Тысячи польских фермеров столкнулись с запретом эксплуатировать трактора «Беларусь» 38627
  7. Бывшая ведущая Первого канала объявлена иноагентом 33094
  8. Набиуллина: удалось вернуть 570 млрд рублей, заблокированных Западом 30210
  9. Госструктуры США заточены под бизнес-интересы Сороса: как USAID оплатил выборы Санду 30180
  10. Илон Маск сказал правду, почему Зеленский «с треском провалится на выборах» 28780
  1. Китай почти полностью обанкротил целую отрасль промышленности Восточной Европы 262422
  2. ВСУ ударили по нефти энергогигантов Запада, не подумав: жалобщики знают, куда идти 201203
  3. Россия отказала Литве в рассмотрении запросов об истребовании документов 173033
  4. В Эстонии задумались: как дешевая финская электроэнергия стала дорогой для Прибалтики 169499
  5. Handelsblatt: Европа потерпела поражение в украинском конфликте 134888
  6. На болгарских курортах больше некому работать 128447
  7. Таинственный миллиардер решил купить завод по производству эксклюзивной водки в ЕС 127296
  8. Заводы Литвы сбросили мощность: после выхода из БРЭЛЛ энергоцены выросли на 50% 120024
  9. Украина потратила миллионы долларов и отказалась от турецких судов-электростанций 114231
  10. Мороз схватил Украину за газ: импорт по $ 790 и открытые вентили в хранилищах 105620
Все новости

21.02.2025

Загрузить ещё
Опрос
Как сложится дальнейшая судьба киевского паяца Владимира Зеленского?
Результаты опросов
Сентябрь 2019
2627282930311
2345678
9101112131415
16171819202122
23242526272829
30123456
Одноклассники