МОСКВА, 11 ноября. /ТАСС/. Специалисты Московского физико-технического института (МФТИ) и Объединенного института высоких температур (ОИВТ РАН) создали математическую модель безопасной работы реакторов на быстрых нейтронах. Об этом сообщили в пресс-службе МФТИ.
«Разработанная сотрудниками МФТИ и ОИВТ РАН теоретическая модель описывает поведение внешнего слоя защитной пленки ядерного реактора на быстрых нейтронах при различных условиях эксплуатации. Тонкий оксидный слой выполняет важнейшую функцию — защищает стенки конструкции от коррозии. Предложенный вариант моделирования позволит существенно сэкономить на экспериментальных испытаниях и математически обосновать безопасные режимы эксплуатации будущих реакторов», — отметили в пресс-службе.
В отличие от классических реакторов, в которых в качестве теплоносителя используется вода, для реакторов на быстрых нейтронах необходимы альтернативные виды теплоносителей. Один из возможных вариантов — тяжелый жидкометаллический расплав свинец-висмут. Использование этого теплоносителя осложняется тем, что он агрессивно взаимодействует со стальными элементами реактора — растворяет их при возникновении прямого контакта.
Для защиты металлических элементов от теплоносителя в него добавляется небольшое количество кислорода, который создает на поверхности стали защитную пленку. Толщина этого оксидного слоя существенно влияет на коэффициент теплопередачи. Если оксидная пленка будет слишком толстой, то это может привести к перегреву активной зоны.
«Разработанная модель в рамках совместного проекта МФТИ и ОИВТ РАН позволила нам последовательно и согласованно объяснить коррозионные эксперименты, в которых наблюдалось частичное либо полное растворение внешнего слоя оксидной пленки, причем без привлечения дополнительных явлений, таких как эрозионное утончение оксидного слоя в потоке теплоносителя», — рассказал член авторского коллектива Владислав Николаев.
Результат научной работы опубликован в журнале Corrosion Science.