Калин Материаловедческие проблемы екологии в области ядерной енергетики 2010

тивными поглощающими конструкционными материалами являются также стали, легированные гадолинием. Однако и первые, и вторые обладают рядом недостатков. Во-первых, небольшая концентрация замедляющих нейтроны элементов и, как следствие, большая толщина стенок контейнера. Во-вторых, увеличивая еще более содержания бора, мы получаем низкую пластичность и ударную вязкость.

Всего этого лишены ленточные аморфные материалы. Перспективны ленточные аморфные материалы, которые наматываются и напаиваются на стальной корпус ТУК. Это сплав Ni–3,5%Fe– 7,0%Cr–3,0%B–4,0%Si. Однако такой состав, как уже говорилось, имеет серьезный недостаток – большое содержание Ni, а это опасно из-за появления экологически вредного изотопа 60Со. Поэтому рассматриваются составы с пониженным содержанием никеля и со склонностью к аморфизации, а именно – состав на базе эвтектиче-

ского: 85% Gd-15% (Ni+Fe) плюс добавки B и Be.

Таким образом, данные по эффективности замедления и поглощения потоков нейтронов и γ-излучения, наведенной γ- активности и периоду полураспада позволяют рекомендовать к применению в качестве основных и легирующих компонентов КМ ТУК следующие химические элементы в приоритетном порядке:

•замедлители нейтронов – Ве, В, С, V, Si, и Al;

•поглотители нейтронов – Gd, Dy, Hf, Ве, В, Mn, Fe, Cr, Nb,

Тa и 238U;

•поглотители γ-излучения – 238U, Pb, W, Zr, Мо и Nb;

•минимальная наведенная активность – Ве, Ti и V.

Оценки по суммарным ядерно-физическим характеристикам сплавов, применяемых сейчас в конструктивных элементах ТУК, позволяют отметить их удовлетворительные параметры по защите от γ-излучения и явно недостаточную способность к замедлению потоков нейтронов, которая может быть компенсирована введением в сплав эффективных замедлителей нейтронов. Существенного повышения эффективности защиты от нейтронного и γ-излучений можно достичь путем учета взаимных геометрических размеров ОТВС и чехла контейнера, расположения OTBC в чехле (их количества) и применения многослойной защиты для конкретных потоков и энергетических спектров нейтронов и γ-излучения от ОТВС.

181

Перспективными материалами уплотнителей для герметизации контейнеров являются металлические сплавы систем Ni-Ti, а также Fe–Ni, Fe–Mn–Si, Fe–Ni–С с эффектом запоминания формы и сверхупругостью в широком интервале температур.

Для защиты от нейтронного излучения перспективно применение плакировки конструкционных материалов контейнеров аморфными или нанокристаллическими металлическими лентами с нейтронопоглощающими компонентами (В, Gd, Hf и др.).

182

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1.Введение в экологию / Под ред. Ю.А. Казанского. М.:

ИздАТ, 1992.

2.Берикбосинов В.Т., Гущин Ю.Г., Евсеев В.И. и др. Что такое быстрый реактор / Под общ. ред. Ф.М. Митенкова. М.: ИздАТ, 1992.

3.Безопасность ядерного топливного цикла. Агентство по ядерной энергии. Организация экономического сотрудничества и развития. Нормативные документы. М.: Информ-Атом, 1993.

4.Казачковский О.Д. Реакторы на быстрых нейтронах: Науч- но-технические мемуары. Обнинск: ИАТЭ, 1995.

5.Платов Ю.М. Малоактивируемые конструкционные материалы для реакторов термоядерного синтеза: Учебно-методическое пособие. М.: Интерконтакт Наука, 1999.

6.Крышев И.И., Рязанцев Е.П. Экологическая безопасность ядерно-энергетического комплекса России. М.: ИздАТ, 2000.

7.Чернов И.И., Иолтуховский А.Г. Отработавшее ядерное топливо. Ч. 1. Состав и свойства. М.: МИФИ, 2001.

8.Чернов И.И., Калин Б.А., Годин Ю.Г. и др. Отработавшее ядерное топливо. Ч. 2. Транспортировка и хранение. М.: МИФИ,

2004.

9.Основы экологии и охраны окружающей среды. Учебник для вузов / Под общ. ред. А.И. Ксенофонтова. М.: МИФИ, 2008.

183

Борис Александрович Калин Валерий Игоревич Польский Владимир Леонидович Якушин Иван Ильич Чернов

МАТЕРИАЛОВЕДЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ЭКОЛОГИИ В ОБЛАСТИ ЯДЕРНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ

Учебное пособие

Редактор Е.Г.Станкевич

Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ».

Типография НИЯУ МИФИ. 115409, Москва, Каширское ш.,31

184