Badania molibdenu w celu poprawy bezpieczeństwa reaktorów jądrowych

Data dodania: czwartek, 8 lutego 2018, autor: fb.com/ncbj.swierk/

Naukowcy z moskiewskiego Narodowego Uniwersytetu Badań Jądrowych (The National Research Nuclear University MEPhI) badali możliwość wykorzystania molibdenu jako alternatywy dla stopów cyrkonu, z którego tworzy się osłony elementów paliwowych, w celu poprawy bezpieczeństwa reaktorów jądrowych.

Materiałami wykorzystywanymi w osłonach elementów paliwowych umieszczanych w komercyjnych reaktorach jądrowych w elektrowniach są stopy cyrkonu. Mają one dużą odporność na korozję w wodzie i mały przekrój czynny na przechwytywanie neutronów termicznych. Ale stopy cyrkonu mają również wady, w tym wytwarzanie ciepła w wodzie i wytwarzanie wodoru, co przyspiesza degradację osłon elementów paliwowych. Dzieje się tak podczas reakcji cyrkonu z parą wodną, które mają miejsce, gdy temperatura przekracza 700 stopni Celsjusza. Co może być wyjątkowo niebezpieczna podczas awarii w elektrowniach jądrowych wykorzystujących wodę do chłodzenia lub jako moderator.

Naukowcy od dawna dyskutują nad możliwością zastąpienia stopów cyrkonu odpornymi na wysokie temperatury stopami molibdenowymi. Molibden podobnie jak cyrkon ma wysoką odporność na korozję, ale jego przewodność cieplna jest wyższa. Ponadto, za pomocą techniki odśrodkowego rozdzielania izotopów można zmienić skład izotopowy molibdenu wykorzystywanego do produkcji osłon elementów paliwowych tak, że wartość przekroju czynnego na przechwytywanie neutronów termicznych będzie bliższa lub nawet mniejsza niż cyrkonu.

Naukowcy porównali skuteczność kilku kaskadowych schematów separacji izotopów molibdenu z różnymi wymaganiami dla przechwytu neutronów w otrzymywanym produkcie.