Анализ отработавшего ядерного топлива сделает атомные реакторы эффективнее

Четверг, 21 января 2021 г.

Следите за нами в ВКонтакте, Facebook'e и Twitter'e

Микрокомпьютерная томография помогла физикам получить трехмерное изображение образца отработавшего ядерного топлива. Ученые предполагают, что это позволит снизить стоимость топлива и повысить эффективность работы реактора.

В процессе использования урановое топливо может «набухать», что делает его опаснее. Теперь физики изучили внутреннюю структур отработавшего топлива и выяснили, при каких параметрах топлива реактор будет работать безопасно и эффективно

До сих пор исследования уранового топлива ограничивались в основном исследованием поверхности образца с помощью микроскопии или различными методами определения характеристик с использованием макетов с малой радиоактивностью. Но эти методы не позволяют получить полную картину изменений ядерного топлива в процессе его работы в реакторе.

Физики из Университета Пердью и Аргоннской национальной лаборатории Министерства энергетики США впервые смогли изучить внутреннюю структуру образца отработавшего уран-циркониевого топлива. Для этого ученым пришлось найти способ отделить от делящегося в реакторе материала достаточно маленький кусок — такой, чтобы с ним можно было безопасно работать. Использованное исследователями топливо отработало два года на испытательном ядерном реакторе FFTF и было удалено из него в 1990-х годах. Только теперь его стало возможным использовать, так как уровень радиоактивности материала упал до приемлемого.

Авторы хотели исследовать внутреннюю структуру топлива с помощью микрокомпьютерной томографии, однако все образцы топлива излучали слишком сильно, чтобы с помощью этого метода можно было хоть что-то увидеть. Чтобы уменьшить радиоактивность, исследователи использовали сфокусированный ионный пучок в паре со сканирующим электронным микроскопом для создания образца меньшего размера. Инструмент позволил ученым точно определить интересующую область и «вырезать» ее потоком ионов. Полученный образец был примерно 100 микрон в поперечнике, — не больше диаметра человеческого волоса.

С помощью одного из самых мощных источников фотонов в Аргоннской национальной лаборатории физики смогли снять образец методом трехмерной микрокомпьютерной томографии. Вращая образец и постоянно делая снимки, ученые реконструировали внутренние характеристики брикета с топливом. В результате исследователи более точно описали набухание ядерного топлива, которое происходит при его делении в реакторе. Этот эффект со временем может делать топливо опасным, но исследователи выяснили, как этого можно избежать.

Статья об открытии опубликована в Journal of Nuclear Materials.

Следите за нами в ВКонтакте, Facebook'e и Twitter'e


Просмотров: 221
Рубрика: Hi-Tech
(CY)

Архив новостей / Экспорт новостей

Ещё новости по теме:

RosInvest.Com не несет ответственности за опубликованные материалы и комментарии пользователей. Возрастной цензор 16+.

Ответственность за высказанные, размещённую информацию и оценки, в рамках проекта RosInvest.Com, лежит полностью на лицах опубликовавших эти материалы. Использование материалов, допускается со ссылкой на сайт RosInvest.Com.

Skype: rosinvest.com (Русский, English, Zhōng wén).

Архивы новостей за: 2018, 2017, 2016, 2015, 2014, 2013, 2012, 2011, 2010, 2009, 2008, 2007, 2006, 2005, 2004, 2003

Сентябрь 2010: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30