研究結果發表在《核材料雜誌》（Journal of Nuclear Materials）上。 托木斯克理工大學認為，需要進一步完善預防反應堆著火和最大限度地減少核電站潛在事故時的破壞性後果的機制。
2011年日本福島第一核電站事故表明，水冷動力堆 (VVER) 運行的不穩定過程將導致臨界破壞和爆炸危險上升增加。由於動力機組發生爆炸，核電站不適合修復。爆炸的原因則是蒸汽-鋯反應。托木斯克理工大學氫能系統先進材料和安全保障實驗室主任伊戈爾·卡什卡羅夫解釋了它的作用。
“在此類事故中，反應堆內的水（冷卻劑）變成蒸汽，鋯合金開始快速氧化。氫氣被釋放出來，若與氧氣相互作用會發生爆炸。如果反應堆溫度達到860度，那麼將很難阻止溫度的上升。具有極其致密結構的特殊鉻塗層將有助於避免蒸汽-鋯反應，”卡什卡羅夫說。
如今，鋯合金是世界上最常見的壓水動力堆（VVER）活動區的主要結構材料。 學者們模擬了水蒸氣、空氣和氫氣與鋯合金和在嚴重事故的重現條件下帶有保護塗層的焊接接頭的相互作用機制。研究人員繼續說，鉻層確保了鋯合金和腐蝕環境之間的屏障功能。保護特性可以顯著增加緊急情況下採取應對事故措施的時間。 托木斯克理工大學的專家們創造了自己的塗層技術，這種技術具有調整塗層的性能和獲得速度的可能性。結果，鉻的保護層同樣致密，其形成速度從一天減少到兩三個小時。
“通常，在獲得此類塗層時，會使用大電流脈衝磁控管，這使得增加鋯合金表面離子的能量成為可能。因此，獲得了致密的塗層結構。通過使用具有多個同步陰極節點的磁控濺射系統，我們實現了能量增加，”托木斯克理工大學B.P.溫伯格科學-教育中心副教授德米特里· 西捷列夫補充說。
專家說，在反應堆的日常運行中，這種塗層可以確保減緩鋯的氧化。由於水在輻射的影響下分解，它們還可以防止合金吸收氫。在這種情況下，外殼將在較長時間內保持功能。
托木斯克理工大學是俄羅斯教育和科學部“優先2030計劃”之“研究領導力”方向的參與者。大學的發展計劃包括三個戰略項目：“未來能源”、“健康工程”和“新工程教育”。