Por: Agencia
Físicos de la Universidad Nacional de Ciencia y Tecnología de Rusia MISIS (NUST MISIS) crearon un material único de tres capas —acero-vanadio-acero— capaz de soportar por tiempo prolongado temperaturas de hasta 700°c , altos niveles de radiación, tensiones mecánicas y ataques químicos.
Este material puede usarse en capas de barras de combustible de reactores nucleares, elementos fundamentales del reactor, que entran en contacto con el combustible de uranio y controlan la intensidad de la reacción nuclear, informó el Servicio de Prensa de la Universidad. El problema principal del reactor nuclear de neutrones rápidos de nueva generación, que hace posible reutilizar el uranio ya usado, consiste en cargas serias a que se someten las barras. Las máximas temperaturas de funcionamiento de las capas de barras de combustible en los reactores de nueva generación ascienden a 550-700°c.Nuestro equipo desarrolló un material de tres capas 'acero-aleación de vanadio-acero', que parece un bocadillo. El acero inoxidable ferrítico garantiza la resistencia a la corrosión y la aleación de vanadio (V-4Ti-4Cr) garantiza la resistencia al calor y a radiación suficiente para que el material sea resistente a la influencia de entornos superagresivos del reactor nuclear", dijo Alexandra Baránova.La coautora del proyecto, estudiante de posgrado del Departamento de metalología y física de resistencia de la NUST MISIS, agregó que la tarea de crear tal material compuesto no es fácil, porque dos materiales deben ser monolíticos al máximo en los puntos de conexión. En sus trabajos "se logró resolver el problema mediante un tratamiento complicado termomecánico de elementos de tres capas que incluye la coextrusión caliente (compresión), la forja radial y la laminación conjunta”. En resumen, se produce la formación de una “zona de transición” al margen de los materiales compuestos donde los materiales se difunden, lo que garantiza una alta firmeza de su conexión", destacó Alexandra Baránova. Según los científicos, gracias al uso de esta tecnología, el acero y la aleación de vanadio se arraigan uno en el otro. El grupo de científicos logró crear un prototipo de la capa de la barra de combustible que representa un tubo monolítico de tres capas. Los ensayos de laboratorio mostraron una alta resistencia mecánica del material compuesto obtenido cuando se somete a las temperaturas de hasta 700°c. Próximamente los físicos planean investigar la resistencia a radiación del material de tres capas.