控制棒外殼是核反應堆的關鍵功能性部件:它們與鈾燃料接觸,管理著核反應流的強度。新一代快中子核反應堆有助於重復利用廢鈾,它的主要問題在於控制棒外殼所遭到的嚴重負荷。
新一代反應堆中的釋熱原件外殼的最高工作溫度在550度到700度之間,液態金屬傳熱體--鈉從外面作用於它們。
為了接通新一代快中子核反應堆中的核燃料循環,需要一種新結構材料,它能夠確保燃料的燃燒水平比現在所能達到的水平更高。
莫斯科國立鋼鐵合金學院教研室研究生、本項研究的共同執行者亞歷山德拉·巴拉諾娃介紹說:"我們的研究團隊製造出了三明治狀的‘鋼--釩合金--鋼'三層材料。特種鋼確保耐腐蝕性,而釩合金(V-4Ti-4Cr)則耐熱、抗輻射,足夠抵御核反應堆超堅硬環境的影響。"
她說,製造類似復合材料的任務本身就很艱難,因為兩種材料的接合處應該最大限度地結為整體。
莫斯科國立鋼鐵合金學院的科學團隊成功製造出整體上是三層管的控制棒外殼。
實驗室試驗表明,所獲得的復合材料在工作溫度高達700度時展示出高度的機械堅固性。未來研發人員計劃著手對三層材料的耐輻射性進行長期研究。