Ученые Высокотехнологического научно-исследовательского института неорганических материалов имени академика А.А. Бочвара (ВНИИНМ, входит в Топливную компанию Росатома «ТВЭЛ») создали новый способ изготовления микротвэлов с керамическим покрытием типа TRIZO, сообщает пресс-служба института.

Керамическое  покрытие, нанесённое на шарообразный керн, состоящий из делящегося ядерного материала, призвано защитить от выхода продуктов деления из твэла во время работы в реакторе. 

«Применение сферического топлива с керамическими защитными покрытиями позволяет увеличить степень выгорания ядерного материала, дает возможность работать твэлу при температурах, в разы превышающих температуры рабочих зон реакторов, использующих твэлы с металлической оболочкой, а также гарантирует полную защищённость ядерного материала в таком твэле», - так прокомментировал  разработку начальник отдела разработки микросферического топлива ВНИИНМ Андрей Перцев.

Как пояснил ведущий инженер-технолог Андрей Белеевский, изобретение направлено, прежде всего, на улучшение технологии получения защитных керамических оболочек. Новая технология намного проще, что позволило снизить себестоимость получения сферических твэлов с керамическими покрытиями. Технология позволила применять режимы, которые дают возможность осаждать все слои керамического покрытия TRIZO при единой температуре пиролиза газовых смесей, что, в свою очередь, в два раза сокращает время нанесения покрытий.

«Кроме того, в разы сокращаются расходы газов-разбавителей (водород, аргон), значительно улучшается качество керамических оболочек и сферичность твэлов, а нанесение TRIZO покрытия при единой температуре пиролиза позволяет легко автоматизировать процесс», - говорит Белеевский.

Как уточнили в пресс-службе, в запатентованном твэле применяется эффективный геттер кислорода, состоящий из пористого карбида кремния, что, при использовании оксидного топлива, позволяет снизить давление внутри защитных оболочек и значительно продлить ресурс работы такого твэла, увеличив степень выгорания ядерного материала.

Создаваемые по новой технологии твэлы с керамическими оболочками могут быть использованы в существующих реакторах, в том числе реакторах на быстрых нейтронах, а также при создании новых высокотемпературных газоохлаждаемых реакторов, высокая температура рабочей зоны которых позволяет получать водород, применяемый в новейших направлениях водородной энергетики.