- •1. Общие требования к материалам и конструкциям ядерных реакторов.
- •2. Классификация радиационных повреждений. Основные свойства точечных дефектов. Коллективные дефекты. Основные радиационные эффекты. Радиационная стойкость и радиационный ресурс.
- •3. Определение и основные требования к ядерному топливу. Виды ядерного топлива и топливные циклы.
- •4. Энерговыработка и глубина выгорания. Продукты деления и изменение нуклидного состава топлива.
- •5. Структура и свойства металлического урана.
- •6. Влияние облучения на свойства урана.
- •7. Виды сплавов урана, их свойства и совместимость.
- •9. Керамическое топливо. Классификация керамического топлива. Оксид урана и его свойства.
- •10. Технология изготовления порошка uo2. Производство изделий из компактной двуокиси урана и требования к ним. Терморадиационная стойкость и совместимость.
- •11. Оксиды плутония и тория, смешанные оксиды, их свойства, достоинства и
- •12. Карбидное топливо и его свойства.
- •13. Дисперсионное топливо. Виды. Свойства. Особенности.
- •14. Требования предъявляемые к теплоносителям. Основные виды. Рабочие параметры теплоносителей. Затраты на прокачку.
- •15. Требования к водному теплоносителю. Теплофизические свойства воды и водяного пара.
- •16. Замедляющие свойства тяжелой и легкой воды.
- •17. Паровой коэффициент реактивности.
- •18. Радиолиз воды и меры его подавления. Коррозия в воде. Понятие двойного электрического слоя.
- •19. Анодные и катодные реакции. Активация воды.
- •20. Газовые теплоносители. Механизмы коррозии в газах. Меры защиты от коррозии.
- •22. Жидкометаллические теплоносители. Механизмы коррозии в жидких металлах. Особенности применения и способы очистки.
- •23. Свойства жидкометаллических теплоносителей (Na, Ka, Li, Pb, Hg, Sb, Bi, Ga).
- •24. Органические теплоносители. Виды органических теплоносителей, их свойства и терморадиационная стойкость.
- •26. Свойства графита и его радиационная стойкость. Особенности реакторов с графитовым замедлителем. Энергия Вигнера.
- •27. Характеристики бериллия, проблемы и перспективы его использования в ядерной энергетике.
- •28. Конструкционные материалы активной зоны реактора. Сплавы магния, алюминия и циркония.
- •29. Аустенитные и нержавеющие стали. Жаропрочные и тугоплавкие сплавы. Их
- •30. Поглощающие материалы и их свойства. Формы использования поглотителей.
10. Технология изготовления порошка uo2. Производство изделий из компактной двуокиси урана и требования к ним. Терморадиационная стойкость и совместимость.
Компактная UO2 получается либо холодным прессованием с последующим спеканием для повышения плотности и прочности, либо набивкой порошка двуокиси в оболочку ТВЭЛа с последующим уплотнением. При прессовании в кач-ве связующего компонента используют парафин, полиэтиленгликоль и др. орган. соединения. Уплотнение порошка двуокиси в оболочке ТВЭЛа осуществляют методом вибрации, прессованием или совместным выдавливанием с оболочкой. Радиационная стойкость. Для ядерного горючего существенным является изменение его свойств и размеров при облучении (распухание и связанное с этим изменение объема). Центральные зоны таблеток U02 нагреты до более высокой температуры и подвергаются существенно большему тепловому расширению по сравнению с оболочками и наружными слоями таблеток UО2. В силу этого могут развиваться напряжения и деформация вдоль оси твэла. В целом двуокись урана допускает высокие степени выгорания без заметного распухания и нарушения геометрических размеров твэлов. При облучении снижается и без того малая теплопроводность двуокиси урана. Низкая теплопроводность и обусловленные ею высокие термические напряжения вследствие большого градиента температуры могут вызвать растрескивание двуокиси урана. Совместимость. Одной из важных характеристик ядерного горючего является совместимость с материалом оболочек. Двуокись урана не реагирует с водой при 573 К. При температуре 773 К в воде растворяется 0,005% двуокиси урана. В соляной кислоте и щелочи двуокись урана не растворяется, но реагирует с царской водкой, азотной и плавиковой кислотами. Двуокись урана при комнатной температуре окисляется слабо. Хорошая стойкость с СО2 (до 1173К), Na-K (до 873К), нет взаимодействия с W (до 2273К), нержавеющая сталь (до 1673К), относительно медленное взаимодействие с Al (до 773К), Zr (до 873К), C (до 1573К).
11. Оксиды плутония и тория, смешанные оксиды, их свойства, достоинства и
недостатки.
PuO2: в виде твердого р-ра с UO2 применяется для изготовления ТВЭЛ реакторов на быстр. n с расширенным воспроизводством. Коэф-т линейного расширения сравним с коэф-том теплового расширения UO2. Радиац. стойкость близка к стойкости UO2. ThO2: сходен с UO2. Высокая температура плавления, не окисляется на воздухе, хрупкий материал, теплопроводность незначительна и с увелич t падает. Горючее в виде смеси UO2 и ThO2 имеет большое значение для реакторов с уран-ториевым циклом.
12. Карбидное топливо и его свойства.
В кач-ве ЯГ могут исп-ся карбиды делящих материалов. UC: UC считают одним из перспективных ядерных материалов в связи с высоким содержанием в них горючего (на 30% больше, чем в двуокиси урана) и повышенной теплопроводностью (в 8-10 раз больше, чем у двуокиси урана). Использование UC позволяет при сохранении загрузки активной зоны увеличивать тепловыделение, снижать газовыделение и t в центре твэла. Обладает хорошей радиационной стойкостью при высокой t и большом выгорании. (ρ=13,63г/см3. σа=3,85барн). В углекислом газе окисляется при 773 К до закиси-окиси урана. UC с большой скоростью реагирует с водой при температуре 293-333 К. UC2: UC2 имеет меньшую плотность по уранy,чем монокарбид, и претерпевает аллотропическое превращение при температуре 2103 К. Стойкость дикарбида на воздухе и в углекислом газе близка к стойкости монокарбида. Взаимодействие дикарбида с большинством конструкционных материалов начинается при температуре более высокой, чем у монокарбида. Теплопроводность дикарбида близка к теплопроводности монокарбида и возрастает с увеличением температуры.