Почему материалы, используемые в ядерных реакторах должны быть совместимы, и иметь хорошие теплофизические свойства.

Совместимость материалов, используемых в ядерных реакторах, определяет возможные границы применения этих материалов без нарушения конструкции ядерного реактора или условий его безопасной работы в течение всего срока эксплуатации.

Хорошие теплофизические свойства конструкционных материалов активной зоны позволяют заметно уменьшить размеры активной зоны, тем самым сэкономив значительные денежные средства. Высокая теплоёмкость теплоносителя позволяет существенно уменьшить его расход для отвода теплоты. Также высокая температура кипения теплоносителя позволяет для реакторов под давлением существенно повысить параметры теплоносителя на выходе из активной зоны при меньшем давлении теплоносителя.

Таким образом, теплофизические свойства материалов определяют возможности и конструктивные особенности ядерных реакторов.

62.Какие требования предъявляются к конструкционным материалам при проектировании элементов ядерных реакторов?

Конструкционные материалы предназначены для обеспечения требуемого уровня механической прочности, общей компоновки и физико-химической защиты оборудования и всей АЭС от коррозии и радиоактивного загрязнения.

Основные требования:

· высокая механическая прочность;

· высокая пластичность;

· высокая вязкость;

· хорошая соединяемость и обрабатываемость;

· высокая коррозионная стойкость;

· хорошие теплофизические свойства;

· доступность и стоимость;

· низкое воздействие радиационного облучения на свойства и размеры;

· низкое поглощение нейтронов;

63.Какими свойствами должны обладать материалы, используемые при проектировании элементов ядерных реакторов?

Общие свойства материалов:

Механическая прочность – способность выдерживать напряжения, обусловленные внешними и эксплуатационными нагрузками.

Пластичность – способность испытывать постоянную деформацию перед окончательным разрушением при растяжении.

Вязкость – способность материала выдерживать без разрушения ударные нагрузки (механические и термические)

Конструкционная прочность – механическая стабильность конструкции (например, герметичность твэлов)

Соединяемость – способность отдельных кусков материала соединяться друг с другом с помощью стандартных методов сборки (сварка, болты, заклёпки и т.д.).

Обрабатываемость – способность изменять форму под действием стандартных операций обработки (резка, прокат, ковка и т.д.)

Коррозионная стойкость – способность препятствовать коррозионному разрушению при взаимодействии с агрессивными жидкостями.

Теплофизические свойства – свойства, определяющие эффективность отвода тепла от топлива и использования тепла с целью генерирования электроэнергии.

Доступность и стоимость – основные экономические характеристики.

Специфические свойства:

Ядерные свойства – характеристики поглощения нейтронов при делении и захвате, а также рассеяния (замедления) нейтронов.

Наведённая радиоактивность – излучение заряженных частиц и гамма-квантов, обусловленное ядерными превращениями и образование нуклидов. Наведённая радиоактивность может приводить к значительному выделению тепла при распаде (дополнительно к теплу, выделившемуся в процессе облучения) в корпусе ядерного реактора, а также является проблемой при обслуживании, ремонте и проверке оборудования.

Радиационная стабильность, химическое взаимодействие и взаимная диффузия – осколки деления и нейтроны оказывают наибольшее влияние на изменение свойств материалов в процессе их облучения.

Возможность переработки (для топлива) – возможность извлечения ценных делящихся нуклидов урана и плутония.