Чистые металлы для ядерной энергетики

Представлены данные об уровне чистоты металлов, полученных различными физическими методами в ННЦ ХФТИ, на основе проведенных разработок и реализации высокоэффективных методов рафинирования. Приведены характеристики основных конструкционных материалов для некоторых типов реакторов нового поколения...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Опубліковано в: :	Вопросы атомной науки и техники
Дата:	2014
Автори:	Лавриненко, С.Д., Пилипенко, Н.Н., Вьюгов, П.Н.
Формат:	Стаття
Мова:	Російська
Опубліковано:	Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України 2014
Теми:	Материалы реакторов на тепловых нейтронах
Онлайн доступ:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/80357
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Чистые металлы для ядерной энергетики / С.Д. Лавриненко, Н.Н. Пилипенко, П.Н. Вьюгов // Вопросы атомной науки и техники. — 2014. — № 4. — С. 72-81. — Бібліогр.: 34 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

_version_	1859846381134413824
author	Лавриненко, С.Д. Пилипенко, Н.Н. Вьюгов, П.Н.
author_facet	Лавриненко, С.Д. Пилипенко, Н.Н. Вьюгов, П.Н.
citation_txt	Чистые металлы для ядерной энергетики / С.Д. Лавриненко, Н.Н. Пилипенко, П.Н. Вьюгов // Вопросы атомной науки и техники. — 2014. — № 4. — С. 72-81. — Бібліогр.: 34 назв. — рос.
collection	DSpace DC
container_title	Вопросы атомной науки и техники
description	Представлены данные об уровне чистоты металлов, полученных различными физическими методами в ННЦ ХФТИ, на основе проведенных разработок и реализации высокоэффективных методов рафинирования. Приведены характеристики основных конструкционных материалов для некоторых типов реакторов нового поколения и чистых металлов, необходимых для их создания. Показано, что развитие ядерной энергетики в значительной степени зависит от разработок перспективных конструкционных материалов для реакторов нового поколения и усовершенствования материалов эксплуатируемых ядерно-энергетических установок. Представлено дані про рівень чистоти металів, отриманих різними фізичними методами в ННЦ ХФТІ, на основі проведених розробок і реалізації високоефективних методів рафінування. Приведено характеристики основних конструкційних матеріалів для деяких типів реакторів нового покоління і чистих металів, необхідних для їх використання. Показано, що розвиток ядерної енергетики в значній мірі залежить від розробок перспективних конструкційних матеріалів для реакторів нового покоління та удосконалення матеріалів ядерно-енергетичних установок, що нині експлуатуються. The data on the level of purity of the metals produced by different physical methods in NSC KIPT, using development and implementation of efficient methods for refining are presented. The characteristics of the main structural materials for some types of new generation reactors and pure metals with need to create them are presented. Shown that the development of nuclear power is largely dependent on the development of promising structural materials for new generation reactors and improving materials for operating nuclear power plants.
first_indexed	2025-12-07T15:39:26Z
format	Article
fulltext	72 ISSN 1562-6016. ВАНТ. 2014. №4(92) Раздел второй МАТЕРИАЛЫ РЕАКТОРОВ НА ТЕПЛОВЫХ И БЫСТРЫХ НЕЙТРОНАХ УДК 669.054.2 ЧИСТЫЕ МЕТАЛЛЫ ДЛЯ ЯДЕРНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ С.Д. Лавриненко 1,2 , Н.Н. Пилипенко 1 , П.Н. Вьюгов 1 1 Национальный научный центр «Харьковский физико-технический институт», Харьков, Украина; 2 Харьковский национальный университет им. В.Н. Каразина, Харьков, Украина E-mail: mpylypenko@kipt.kharkov.ua Представлены данные об уровне чистоты металлов, полученных различными физическими методами в ННЦ ХФТИ, на основе проведенных разработок и реализации высокоэффективных методов рафинирования. Приведены характеристики основных конструкционных материалов для некоторых типов реакторов нового поколения и чистых металлов, необходимых для их создания. Показано, что развитие ядерной энергетики в значительной степени зависит от разработок перспективных конструкционных материалов для реакторов нового поколения и усовершенствования материалов эксплуатируемых ядерно-энергетических установок. Современные тенденции развития реакторных технологий направлены на дальнейшее повышение надежной и безопасной эксплуатации энергоблоков и на обеспечение экономичности и конкурентоспособности ядерной энергетики, что требует повышения энергонапряженности, мощности единичных энергоблоков, увеличения длительности кампаний, более эффективного сжигания топлива, в том числе за счет повышения качества конструкционных материалов [1-6]. Дальнейшее повышение эксплуатационной надежности топлива и улучшение технико- экономических показателей топливных циклов в первую очередь связано с увеличением ресурсных характеристик конструкционных материалов и изделий из них. Усовершенствование конструкционных материалов для активных зон реакторов типа ВВЭР предусматривает использование конструкционных циркониевых материалов с пониженным содержанием гафния для оболочек твэлов, а также дистанционирующих решеток и направляющих каналов в тепловыделяющих сборках с повышенными физико- механическими свойствами [7]. Успехи, достигнутые в области ядерной физики, физики реакторов и реакторного материаловедения в течение последних лет, привели к разработкам ряда перспективных ядерных энергетических систем: реакторов, охлаждаемых свинцовыми сплавами; жидкосолевых реакторов; реакторов, охлаждаемых жидким натрием; сверхкритических водоохлаждаемых реакторов (давление 25 МПа, температура 280…580 °С); высокотемпературных газоохлаждаемых реакторов; систем с подкритической сборкой, управляемой ускорителем частиц; термоядерных реакторов и др. [1, 5]. Этим проектам свойственны преимущества в экономике, безопасности, надежности и нераспространении ядерных материалов. Анализ рабочих условий и основных характеристик перспективных ядерно- энергетических установок (ЯЭУ) показывает, что стремление к максимальному повышению эффективности энергетических установок предполагает переход ко все более высоким рабочим температурам, а это, в свою очередь, приводит к разработке новых конструкционных материалов. Материалы новых ЯЭУ должны удовлетворять уникальным требованиям, продиктованным конструкцией высоко- температурных систем, что предусматривает учет воздействия температуры, излучения, теплоносителя, коррозии, а также статических и динамических напряжений. Работоспособность и надежность материалов определяются совокупностью изменений характеристик материалов в результате всего комплекса явлений, протекающих в них в поле облучения во взаимосвязи с изменяющимися параметрами и условиями работы реактора [2, 3]. Основой новых конструкционных материалов должны служить чистые и высокочистые металлы, поскольку известно, что высокий уровень содержания примесных элементов и газов в сталях и сплавах существенно снижает их механические, коррозионные и радиационные свойства, а следовательно, и ограничивает их применение в действующих и проектируемых реакторах. Оценка типичных V-4Cr-4Ti-сплавов в условиях нейтронного облучения с флюенсом 10 21 нейтр./см 2 показала, что наведенная активность материалов с примесями примерно на два порядка выше по сравнению с беспримесными сплавами [8]. Применение высокочистых металлов в качестве исходных компонентов новых конструкционных материалов обеспечит необходимый уровень служебных свойств изделий из таких материалов [9, 10]. В табл. 1 приведены металлы, применяемые для создания некоторых конструкционных материалов ядерных энергетических установок. ISSN 1562-6016. ВАНТ. 2014. №4(92) 73 Рассмотрение этих данных позволило наметить круг металлических элементов, которые являются необходимыми компонентами для создания конструкционных материалов, представляющих интерес для ядерной энергетики настоящего и будущего. Перспективным материалом для топливного контура жидкосолевого реактора является высоконикелевый сплав типа хастеллой, на основе высокочистых компонентов (Ni, Fe, Cr и др.). Конструкционными материалами высокотемпе- ратурного подземного реактора, концепции Теллера, Ишикавы и Вуда могут служить сплавы на основе высокочистых тугоплавких металлов (Та, W и др.). Чистые металлы, необходимые для создания экспериментального термоядерного реактора ИТЭР: Be и W высокой чистоты; для сверхпроводников – чистая Cu, высокочистые Nb и Ti; малоактивируемые стали и сплавы с низким содержанием примесей, состоящие из чистых Fe, Ni, Cr, Ti, V и других металлов [9, 10]. Таблица 1 Металлы, применяемые для создания конструкционных материалов ЯЭУ Металлы Применение Рабочая температура, °С Zr, Hf, Nb, Fe, Sn Материалы активных зон реакторов на тепловых нейтронах, поглощающие элементы СУЗ до 350 Fe, Ni, Cr, Mo, Mn, Sc Стали и сплавы различного типа (аустенитные и ферритно- мартенситные стали; хромоникелевые, никелевые и др. сплавы) до 700 V, Cr, Ti Малоактивируемые сплавы Ni, Mo, Cr Жаропрочные и коррозионно-стойкие сплавы до 850 Nb, Ta, Mo, W, С Современные жаропрочные сплавы, композиционные материалы выше 700 При получении чистых металлов на разных ста- диях рафинирования используют различные хими- ческие и физико-химические методы, но завершают процесс рафинирования, как правило, физические методы  дистилляция, зонная перекристаллизация, электроперенос и различные их сочетания. В основе этих методов лежат преимущественно физические процессы: испарение и конденсация, кристаллиза- ция, диффузия и электромиграция и др. Преимуще- ства этих методов связаны с возможностью дости- жения высоких степеней очистки и получением ко- нечного продукта в компактном виде, в том числе в виде монокристаллов с совершенной кристалличе- ской структурой. На основе исследований поведения отдельных примесей или их групп при рафинировании метал- лов различными физическими методами в ННЦ ХФТИ были разработаны и реализованы высокоэф- фективные методы рафинирования металлов  на основе дистилляционных процессов, в том числе с конденсацией пара на колонку с градиентом температуры в замкнутом объеме, прогрев и пере- гонка металла в одном цикле рафинирования и их сочетание в определённой последовательности;  плавка и зонная перекристаллизация (ЗП) в сверхвысоком вакууме и контролируемых (актив- ных) средах с применением электронно-лучевого нагрева;  зонная плавка в сочетании с электропереносом;  различные сочетания вышеперечисленных ме- тодов. Комплексное рафинирование, основанное на ис- пользовании дополняющих друг друга физико- химических, физических методов и осуществленное в контролируемых внешних условиях при широком применении сверхвысоковакуумной техники, обес- печивает достижение наиболее высоких степеней очистки и получение большого количества металлов в наиболее чистом виде. Именно такой подход к проблеме особо чистых металлов разработан и ши- роко применяется в ННЦ ХФТИ НАН Украины. Методы получения особо чистых металлов непре- рывно совершенствуются с целью повышения эф- фективности очистки, производительности и сниже- ния стоимости. Дальнейший прогресс в области глубокой очист- ки металлов связан с поиском наиболее рациональ- ных комплексных схем рафинирования, с предот- вращением взаимодействия с остаточными газами и конструкционными материалами металлов устано- вок, применяемых для рафинирования. Разработанные методы и технологии рафинирования металлов нашли практическое применение в промышленности для производства Be, Nb, Ta, Zr и многих сплавов с особыми физико- механическими свойствами (жаропрочных, тугоплавких, реакторных, сверхпроводящих и др.). Эти технологии основаны на широком использовании вакуумной техники и на исследованных закономерностях поведения примесей в металлах. Благодаря этим исследованиям ННЦ ХФТИ стал одним из родоначальников нового направления – вакуумной металлургии [11, 12]. Ниже приведены экспериментальные результаты рафинирования физическими методами некоторых металлов, которые являются важными компонента- ми для производства новых сплавов для ядерной энергетики. Для исследования физико-химических процессов рафинирования использовались металлы, отличающиеся по степени исходной чистоты и ме- тодам получения. Электронно-лучевая плавка (ЭЛП) металлов проводилась на сверхвысоковакуумной установке, откачка которой осуществлялась двумя гетероион- ными насосами, со скоростью откачки 5000 л/с каж- 74 ISSN 1562-6016. ВАНТ. 2014. №4(92) дый, а также титановым сублимационным насосом. Применение такой системы вакуумной откачки поз- воляло получать предельный вакуум в установке 1,7·10 -6 Па [11, 13]. В спектре остаточных газов установки отсутствовали тяжелые углеводороды. Рафинирование металлов происходило в вакууме (1…5)·10 -5 Па. Рафинировочные переплавы прово- дились по режиму: прогрев  плавка  выдержка металла в расплавленном состоянии  кристалли- зация  вытягивание слитка. ЗП с электронно- лучевым нагревом проводилась, как правило, в установках с комбинированными системами откач- ки [11, 14]. Диффузионные насосы были оборудова- ны конденсационными и сорбционными ловушками, при получении «безмасляного» сверхвысокого ваку- ума применялся комплекс сорбционных, криоген- ных и ионно-сорбционных насосов. Электронно- лучевая зонная перекристаллизация осуществлялась в вакууме 1·10 -6 …1·10 -5 Па. Выбор системы откачки для различных методов рафинирования определялся в основном степенью взаимодействия металлов в условиях рафинирования с остаточными газами ва- куумной среды. Титан. В качестве исходных материалов для ЭЛП использовались: титановая губка ТГ-90 и йо- дидный титан. Плавка губчатого титана осуществ- лялась в два этапа. На первом этапе в кристаллиза- тор печи ЭЛП засыпались кусочки губчатого титана, которые затем спекались и оплавлялись. В процессе спекания и оплавления из металла интенсивно уда- лялись газовые примеси. Их содержание в губчатом металле было настолько большим, что наблюдалась «пузырьковая» стадия газовыделения. Затем полу- ченный полуфабрикат переплавлялся классическим капельным методом с вытягиванием слитка. Мето- дом ЭЛП были получены слитки титана диаметром 150 мм чистотой 99,99 мас.%. Более чистый титан был получен после ЭЛП исходного йодидного тита- на. Содержание примесей в йодидном металле после двух электронно-лучевых переплавов следующее: Al  8,0·10 -5 ; P  1,0·10 -5 ; S  8,0·10 -5 ; K  6,0·10 -5 ; Ca  2,0·10 -4 ; V  3,0·10 -4 ; Cr  3,0·10 -4 ; Mn < 9,0·10 -5 ; Fe  1,5·10 -3 ; Ni  5,0·10 -3 ; Cu  3,0·10 -4 ; Zn  2,0·10 -4 ; As  8,0·10 -5 ; Sn < 8,0·10 -4 мас.%. Следует отметить, что ЭЛП титана благоприятно сказывается на вакуумных условиях установки из-за хороших геттерных способностей слоев титана, осажденных на стенки камеры за счет испарения при ЭЛП [15, 16]. Цирконий. В качестве исходного материала для исследований использовался йодидный цирконий и металл, полученный методом кальциетермического восстановления его тетрафторида (КТЦ). ЭЛП является весьма эффективным рафинирующим процессом для циркония. Содержание примесей в КТЦ и йодидном цирконии после ЭЛП приведено в табл. 2 [17, 18]. Экспериментальные результаты по зонной плавке металлов показали существование двух механизмов очистки – ЗП и испарения. Поэтому применение зонной плавки позволило получить цирконий более высокой степени чистоты. На рис. 1 показаны результаты измерений относительного остаточного электросопротивления Rост = R(300 К)/R(4,2 К) по длине образца циркония после зонной плавки в различном вакууме. 0 50 100 150 200 250 300 0 50 L,% 2 1 3 Rост Рис. 1. Изменения Rост вдоль длины образцов циркония после зонной плавки в вакууме: 1 – 2·10 -7 Па; 2 – 5·10 -6 Па; 3 – исходный образец Видно, что плавка в более низком вакууме обеспечивает получение более чистого металла. С увеличением числа проходов наблюдается общее повышение чистоты металла, испарение примесей и увеличение разделения примесей по слитку, зонное разделение. Проведение шести проходов в вакууме 6·10 -6 Па со скоростью перемещения зоны 1,2 см/ч дало возможность получить высокочистый Zr с Rост = 250 и значением микротвердости 590 МПа. Содержание кислорода, азота и углерода равно 2,0·10 -3 , 1,7·10 -3 и 9,0·10 -3 мас.% соответственно, содержание металлических примесей не превышало 10 -5 мас.%. Были исследованы механические свойства циркония высокой чистоты (табл. 3), влияние примесей кислорода и азота на прочностные характеристики и пластичность циркония. Таблица 2 Содержание примесей в цирконии после ЭЛП Примесь Содержание примесей, ×10 3 мас.% Йодидный цирконий КТЦ после ЭЛП исходный после ЭЛП Cu 4 0,1 0,4 Fe 9 0,8 0,5 Al 4 0,8 0,5 Ni 40 0,6 3,5 Mg 0,4 0,3  Mn 1,5 0,1  Cr 1,3 0,2 0,9 Si 18 4,5  Ti 2 0,4  ISSN 1562-6016. ВАНТ. 2014. №4(92) 75 Таблица 3 Зависимость механических свойств циркония от его чистоты Суммарное содер- жание примесей, мас.% В, МПа 02, МПа , % 5·10 -2 200 120 28,0 1·10 -2 130 85 34,0 5·10 -3 103 25 49,5 Гафний. Одной из составных частей производ- ства ядерного топлива и повышения безопасности эксплуатации АЭС является изготовление поглоща- ющих материалов элементов органов регулирования и защиты ядерных реакторов. Заметное увеличение срока службы кластерных сборок систем управле- ния и защиты (СУЗ) АЭС может быть достигнуто в случае использования в поглощающих элементах СУЗ реакторов с водой под давлением комбиниро- ванного (n,)-(n,)-поглотителя. Гафний относится к числу (n,)-поглотителей, и масштабы его производ- ства на настоящий момент уже удовлетворяют по- требности ядерной энергетики. По своим свойствам гафний имеет несомненные преимущества, и в пер- спективе он может одновременно выполнять функ- ции и поглотителя нейтронов, и конструкционного материала. На физико-механические свойства гаф- ния существенное влияние оказывает наличие при- месей, поэтому для повышения качества гафния был проведен комплекс научно-исследовательских работ по усовершенствованию процессов получения гаф- ния ядерной чистоты. Рафинирование гафния проводилось методом ЭЛП. Исходным материалом служил гафний, полу- ченный методом кальциетермического восстановле- ния его тетрафторида. Проведенные эксперименты по рафинированию гафния методом ЭЛП показали, что при увеличении удельной мощности плавки не только ускоряется процесс рафинирования гафния от металлических примесей, но происходит и рафи- нирование от кислорода за счет его удаления в виде монооксида металла HfO. Этот процесс известен как дистилляционное раскисление. Проведены расчеты времени выдержки ванны расплава гафния при ЭЛП, необходимого для сни- жения концентрации примеси до величины 1·10 -4 мас.%. Время выдержки оценивалось из урав- нения   a blnC0 , где С0 – концентрация приме- си; a и b – коэффициенты, зависящие от температу- ры расплава, вида и концентрации примеси. Такие расчеты выполнены для примесей железа, алюминия, меди, никеля, титана, кремния, хрома и др. Расчеты также показали, что в процессе ЭЛП затруднительна очистка гафния от кремния, а очистка от более лету- чих примесей уменьшается в ряду Zn>Be>Mn>Cr>Cu>Al>Fe>V>Co>Ni>Si [15, 16, 19]. Полученные параметры были использованы для оптимизации ЭЛП гафния. После двух последова- тельных ЭЛП получен гафний чистотой  99,9 мас.%, его химический состав следующий: N2 – 1,0·10 -3 ; Al – 1,0·10 -3 ; W < 1,0·10 -3 ; Fe – 5,0·10 -3 ; O2 – 1,0·10 -2 ; Si – 3,5·10 -3 ; Mn < 1,0·10 -4 ; Cu – 2,0·10 -4 ; Ni < 1,0·10 -3 ; Nb < 2,0·10 -3 ; C – 5,0·10 -3 ; F < 1,0·10 -3 ; Cr – 2,0·10 -4 мас.%. Железо. Рафинирование исходных материалов (губчатого карбонильного железа и прутков армко- железа) осуществлялось в электронно-лучевой печи. Плавка губчатого карбонильного железа проводилась по методике, описанной для губчатого титана, а армко-железа – капельным переплавом. Твердость по Бринеллю исходных образцов армко- железа составляла 830 МПа, после переплава – 624 МПа, а карбонильного железа – 558 МПа. Изменение содержания примесей в карбонильном железе в результате проведения ЭЛП приведено в табл. 4, из которой видно, что наиболее трудно удаляемыми при ЭЛП в вакууме являются примеси Со и Ni. Снизить их содержание до более низкого уровня позволил метод дистилляции. Содержание примесей в металле после дистилляции (низ дистилляционной колонки, Т ~ 1500 °С) показано в табл. 4. Проведение дистилляции карбонильного железа, переплавленного методом ЭЛП, позволило получить металл чистотой более 99,98 мас.%. Уровень чистоты железа в значительной степени определялся содержанием никеля и кобальта [15]. Таблица 4 Содержание примесей в карбонильном железе Примесь Содержание примесей, ×10 3 мас.% исходное после ЭЛП дистиллят Mn 120 2 0,1 Al 20 10 0,3 Cu 150 10 4 Co 17 17 8 Ni 150 100 20 Si 200 50 2 C 50 10 1 O 30 20 2 N 6 3 <1 Никель. Двойной ЭЛП в высоком вакууме ис- ходного электролитического никеля чистотой 99,987 мас.% позволил получить металл чистотой 99,994 мас.%. В результате рафинирования снизи- лись содержания Fe, Co, P, Al, Mg и существенно снизились концентрации As, Zn, Se, Cl. Экспери- ментально показана эффективность рафинирования никеля методом ЭЛП как от металлических приме- 76 ISSN 1562-6016. ВАНТ. 2014. №4(92) сей, так и от примесей внедрения. Проведение элек- тронно-лучевого переплава никеля приводит к сни- жению содержания примесей внедрения – кислоро- да, азота, углерода до величин 0,0005, 0,00006 и 0,002 мас.% соответственно. Такое содержание примесей внедрения практически не оказывает вли- яния на свойства никеля. Подтверждением этого служат исследования твёрдости никеля. С повыше- нием чистоты никеля его твёрдость уменьшается с НВ = 1690 МПа для исходного никеля, до значений 800…900 МПа после двукратной ЭЛП. Методом зонной плавки получены высокочистые монокри- сталлы никеля с величиной относительного оста- точного электросопротивления Rост = 1000 и микро- твёрдостью 950 МПа. Исследованиями показано существенное улучшение качества металла после рафинирования [20]. Медь. Процесс рафинирования меди исследовал- ся методом ЭЛП и дистилляцией [21]. В качестве материалов для исследований применялись техни- ческая и бескислородная медь. В результате дву- кратной ЭЛП получена медь с Rост = 340. ЭЛП в вы- соком вакууме эффективна при рафинировании ме- ди как от металлических примесей, так и от приме- сей внедрения. Снизить содержание примесей желе- за, кремния и никеля, лимитирующих чистоту меди, можно при помощи процесса дистилляции. Приме- нение ЭЛП с последующей дистилляцией получен- ного металла позволило получить медь чистотой 99,99 мас.%. Содержание примесей в полученных образцах меди следующее: As < 2,0·10 -5 ; Ag – 4,0·10 -4 ; Sb < 1,0·10 -5 ; Fe – 6,0·10 -4 ; Ni – 2,0·10 -4 ; Pb < 4,0·10 -5 ; Sn < 2,0·10 -5 ; S – 2,0·10 -4 ; P < 1,0·10 -5 ; Zn < 1,0·10 -5 ; Bi < 1,0·10 -4 ; O2 ~ 1,0·10 -4 мас.%. Ванадий. В качестве исходных материалов для исследований использовались прутки технического ванадия, электролитический ванадий марки ВЭЛ-1, йодидный металл. Исследования показали, что проведение ЭЛП электролитического ванадия снижает содержание металлических примесей в нем, хотя практически нет очистки от железа и никеля, а количество кремния даже возрастает [11, 13, 22]. Проведение зонной плавки позволяет довольно эффективно удалять примеси алюминия, железа, никеля, меди и хрома. Кремний удаляется слабо, а примеси тугоплавких металлов (вольфрама, молибдена, тантала и ниобия) при длительной перекристаллизации накапливаются в ванадии [15]. В табл. 5 проведено сравнение эффективности очистки прутков технического ванадия методами ЭЛП и ЗП. Зонная плавка ванадия проводилась со скоростью движения зоны 4 см/ч. Из сравнения данных табл. 5 видно, что ЗП позволяет очистить образец ванадия более эффективно, чем ЭЛП. Кремний, содержание которого в техническом металле высоко, является лимитирующей примесью для процесса зонной плавки. Для изучения процесса ЗП использовался ванадий, полученный йодидным рафинированием. Распределение отношения электросопротивлений и микротвердости вдоль образца приведено на рис. 2 [23]. Таблица 5 Содержание примесей в техническом ванадии, после ЭЛП и ЗП Вид металла Содержание примесей, ×10 4 мас.% Fe Cr Cu Mo Si Mg Al Исходный 1000 30 5 60 1500 16 200 После ЭЛП в вакууме 5·10 -4 Па 200 <30 2,4 40 1500 5 20 После ЗП в вакууме 2·10 -5 Па 17 <30 <1,4 20 1300 <0,5 <10 50 100 150 200 250 300 0 30 60 90 120L, mm 600 750 900 1050 1200 H, MPaRост 1 2 Рис. 2. Распределение остаточного сопротивления (1) и микротвердости (2) вдоль длины образца йодидного ванадия после одного прохода зонной плавки Наиболее чистый ванадий был получен рафинированием методом электропереноса на проволочных образцах металла после двукратной ЭЛП порошка электролитического ванадия [22]. Исследования показали, что в ванадии при прохождении постоянного электрического тока высокой плотности примеси внедрения мигрируют в катодную часть образца, т. е. эффективный заряд этих примесей положителен. Из численного расчета решения уравнения электропереноса следует, что при 1650 °С в течение 200 ч при плотности тока примерно 5·10 3 А/см 2 в результате электропереноса ожидается значительное уменьшение содержания кислорода, азота и углерода. Экспериментально показано, что при соблюдении указанных выше условий значение Rост ванадия в результате рафинирования электропереносом увеличивается с 50 до 1600 [11, 22-24]. Химический состав ванадия высокой чистоты с Rост = 1200, полученного электропереносом, такой (масс-спектральный метод, ат.%): Na < 1,0·10 -5 ; K – 1,0·10 -5 ; Ca – 4,0·10 -5 ; Cu – 5,0·10 -5 ; Mg < 1,0·10 -5 ; Zn < 9,0·10 -5 ; Al – 9,0·10 -5 ; Si – 2,0·10 -3 ; Ti – 4,0·10 -5 ; P – 1,0·10 -4 ; As – 3,0·10 -5 ; S < 4,0·10 -5 ; Mn < 1,0·10 -5 ; Fe – 2,0·10 -5 ; Cl – 7,0·10 -5 ; Н, МПа мм ISSN 1562-6016. ВАНТ. 2014. №4(92) 77 Nb – 4,0·10 -5 ; Cr – 1,0·10 -3 ; F – 1,0·10 -3 ; Ni – 3,0·10 -5 ; Ga – 3,0·10 -5 ; Zr < 5,0·10 -5 ; Mo – 2,0·10 -5 ; C < 1,0·10 -2 ; N2 < 1,0·10 -2 ; O2 < 9,0·10 -3 [22]. Анализ полученных результатов показывает, что для достижения более высокой степени очистки ва- надия необходимо оптимальное сочетание различных методов рафинирования, которое обеспечило бы уда- ление из ванадия, прежде всего, таких примесных элементов, как кремний, тугоплавкие металлы, угле- род, азот, кислород. В этом плане интересно прове- дение вакуумной бестигельной дистилляции ванадия, которая позволяет уменьшить содержание кремния в металле более чем в десять раз, а также эффективно избавиться от примесей тугоплавких металлов [25]. Скандий. Предварительно было проведено моде- лирование процесса дистилляции. Показано, что по- ложение максимума массы металла, осевшей вдоль дистилляционной колонки, определяется геометрией колонки и тигля, скоростью испарения, градиентом температуры вдоль колонки. В табл. 6 приведен хи- мический состав исходного скандия СКМ-3 и ди- стиллированного металла после одного, двух и трех циклов дистилляций. Таблица 6 Химический состав исходного скандия и металла после трех дистилляций Примесь Содержание примесей, мас.% Исход- ный Число циклов дистилляций 1 2 3 Cu 0,01 0,003 0,002 0,0007 Ti 0,02 0,003 0,0015 0,00022 Fe 0,1 0,06 0,01 0,0035 Ca 0,2 0,0004   Mg 0,02 0,002   Al 0,01 0,002 0,001 0,0007 Zr 0,01 0,006   Y 0,01 0,0014   Cr  0,013 0,006 0,004 Массовая часть Sc, % 99,62 99,92 99,98 99,99 Параметры дистилляции скандия cледующие: Тисп ~ 1500...1530 °С, Тконд = 1300...1100 °С, скорость испарения 2,5 г/ч. Видно, что после трех дистилляций скандий достигает чистоты 99,99 мас.%. Экспериментально установлено, что зависимость концентрации примесей в скандии после нескольких циклов дистилляции описывается выражением: 0 exp( ),i i i C C A N   (1) где iC0  концентрация i-примеси, мас.%;, Аi  коэффициенты, постоянные для каждой примеси; N  число циклов дистилляции. Из данных табл. 6 были определены коэффициенты Аi в формуле (1) для различных металлов-примесей, которые составляют: Са  6,2; Fe  1,05; Cu  0,83; Ti  1,50; Cr  0,59; Al  0,52. Зная эти коэффициенты, можно оценить степень очистки после 4, 5 и 6 циклов дистилляций. Следует отметить, что указанная оценка степени очистки скандия не учитывает возможности изменения активности каких-либо примесей (например, железа) с увеличением числа циклов [15, 26, 27]. Ниобий. Исходным материалом для ЭЛП служил ниобий кальциеалюмотермического восстановления (КАТ). Результаты последовательных ЭЛП КАТ ниобия представлены в табл. 7. Содержание металлических примесей после двух последовательных переплавов ниобия в печи ЭЛП следующее: Al – 0,004; Fe – 0,0001; Cr < 0,001; Ni < 0,0004; Si – 0,005; Cu – 0,0006; Ca < 0,003 мас.%. Проведение отжига в активных средах (например, в кислороде), а затем в сверхвысоком вакууме проволочных образцов ниобия позволяет повысить чистоту металла до Rост = 2500, что соответствует содержанию основного элемента более 99,995 мас.%, без учета тантала [15]. Металл более высокой степени чистоты был получен после рафинирования методом зонной плавки ниобия, полученного водородным восстановлением хлорида ниобия. Содержание примесей в таком металле с Rост = 12000 по данным нейтронно-активационного анализа было следующим: Na – 5,0·10 -5 ; Cs < 1,0·10 -6 ; Cu < 1,0·10 -4 ; Ag < 1,0·10 -4 ; Au < 8,0·10 -9 ; Rb < 1,0·10 -5 ; Zn < 1,0·10 -5 ; Cd < 1,0·10 -5 ; Ga < 2,0·10 -8 ; Se < 2,0·10 -7 ; La < 3,0·10 -6 ; Eu < 5,0·10 -8 ; Lu < 1,0·10 -6 ; Yb < 3,0·10 -6 ; Dy < 3,0·10 -7 ; Th < 1,0·10 -5 ; Hf < 5,0·10 -6 ; As < 8,0·10 -7 ; Sb < 8,0·10 -7 ; Ta – 8,0·10 -5 ; Cr < 2,0·10 -5 ; Te < 1,0·10 -5 ; W – 1,0·10 -5 ; Mn < 5,0·10 -8 ; Fe <5,0·10 -4 ; Co < 2,0·10 -6 ; Re – 4,0·10 -6 ; Ir < 2,0·10 -7 ; Br < 5,0·10 -8 ; Ar < 5,0·10 -6 мас.% [11, 14]. Таблица 7 Результаты рафинирования ниобия Материал Содержание примесей, ×10 3 мас.% Rост НВ, С О N H МПа Исходный 40 210 18 6   1-й ЭЛП 5 5 3,5 0,5 94 500 2-й ЭЛП 3 4 1,6 < 0,5 172 420 3-й ЭЛП 1,4  < 1 < 0,5 450 384 Тантал. В качестве исходных материалов использовались прутки и порошки тантала чистотой 99,8 мас.%. Вакуумная ЭЛП снижает содержание металлических примесей в тантале по сравнению с их содержанием в исходном материале на одиндва порядка, заметно также снижается и содержание 78 ISSN 1562-6016. ВАНТ. 2014. №4(92) примесей внедрения (10 -4 мас.%): Al  3…20; Si  3…20; Cr < 5; Fe  5…10; Cu < 1; H2  1…6; C – 3…20; N2 – 1…10; O2 – 5…50. Основным процессом очистки тантала при ЭЛП является дегазация и испарение легколетучих примесей. Для повышения эффективности рафинирования тантала от примесей и получения тантала в монокристаллическом виде применялись бестигельная зонная плавка в сверхвысоком вакууме и контролируемых (активных) средах и зонная плавка с электропереносом. Монокристаллы тантала, полученные зонной плавкой в контролируемой среде кислорода, имели чистоту 99,999 мас.%. Содержание примесных элементов в тантале такой чистоты следующее: Ag < 7,0·10 -6 ; In < 1,0·10 -5 ; Rh < 1,0·10 -5 ; As < 1,0·10 -5 ; K < 3,0·10 -6 ; Ru < 1,0·10 -4 ; B  3,0·10 -5 ; Mg < 1,7·10 -6 ; S < 2·10 -6 ; Ba < 2,0·10 -5 ; Mn < 1,0·10 -5 ; Sb < 7,0·10 -5 ; Bi < 5,0·10 -4 ; Mo < 2,0·10 -4 ; Se < 5,0·10 -5 ; Br < 2,0·10 -5 ; Na < 1,0·10 -6 ; Si  6,6·10 -6 ; C  4,0·10 -3 ; Nb  2,4·10 -4 ; Sn < 1,0·10 -4 ; Cl  2,0·10 -5 ; Ca < 3,0·10 -6 ; Sr < 1,0·10 -4 ; Co < 3,0·10 -5 ; Ni < 4,0·10 -5 ; Th < 6,0·10 -5 ; Cr < 1·10 -5 ; O < 3,0·10 -3 ; Ti < 1,0·10 -5 ; Cs < 1,0·10 -5 ; Os < 7,0·10 -5 ; Tl < 2,0·10 -4 ; Сu < 1,0·10 -5 ; P < 1,0·10 -5 ; V < 9,0·10 -6 ; Fe  1,2·10 -5 ; Pb < 6,0·10 -5 ; W < 4,0·10 -4 ; Ga < 1,0·10 -5 ; Pd < 5,0·10 -5 ; Zn < 1,0·10 -4 ; Ge < 1,0·10 -5 ; Rb < 2,0·10 -5 ; F < 1,0·10 -6 ; I < 4,0·10 -5 ; Re < 3,0·10 -4 мас.%. В результате зонного рафинирования получены ориентированные монокристаллы тантала диаметром 7…10 мм и длиной 150…180 мм с разориентацией элементов субструктуры < 0,01° и микротвердостью 750 МПа [15, 23, 28]. Данные уровня чистоты и методов получения чи- стых металлов, которые являются необходимыми компонентами для создания материалов для ядерной энергетики, обобщены в табл. 8. Таблица 8 Чистые металлы для ядерной энергетики Металл Метод рафинирования Примеси, лимитирую- щие очистку Содержание основ- ного вещества, мас.% Rост = R(300 К)/R(4,2 К) Cu ЭЛП + Д Si, Ag, Fe, Ni, S 99,998 340 Ni ЭЛП, ЗП Fe, Co, Si 99,994 1000 Fe ЭЛП + Д Ni, Si, Co 99,96 230 Ti ЭЛП Fe, C 99,99  Zr ЭЛП + ЗП Si, Hf, O, N 99,99 250 Hf ЭЛП Si, O, N 99,9  V ЭЛП + ЗП + ЭП Fe, Ni, Si, 99,998 1600 Sc Д Cr, Fe 99,99  Nb ЭЛП + ЗП W, Ta, С 99,9995 12000 Ta ЭЛП + ЗП W, Nb, Re, С 99,999 290 Д – дистилляция; ЭП – электроперенос. Материалы для реакторов нового поколения. В ННЦ ХФТИ проводятся исследования, направленные на разработку новых конструкционных материалов, которые можно эксплуатировать в рабочих условиях перспективных ядерных и термоядерных реакторных установок. В последние годы интенсивно проводятся работы по разработке и исследованию конструкционного материала для контура циркуляции топливной соли перспективных жидкосолевых реакторов (ЖСР). Всесторонний анализ основных физико-химических свойств известных материалов, пригодных для работы в условиях эксплуатации топливного контура ЖСР, позволил дать преимущество сплавам на основе никеля (типа хастеллой). Наибольшие трудности при создании сплава на никелевой основе заключаются в поиске необходимого набора легирующих элементов, поскольку среди них часто находятся элементы, которые взаимно нейтрализуют положительное влияние на сплав каждого элемента отдельно. Кроме того, только оптимальное содержание этих элементов и их чистота обеспечивают сплаву весь необходимый набор свойств. Нежелательные примеси увеличивают склонность сплавов к коррозии и ослабляют их механические свойства. Использование в качестве исходных компонентов металлов высокой чистоты (Ni, Mo, Cr, Ti, Al, Fe, Si), применение вакуума и очищенного аргона при выплавке сплавов позволили получить сплавы типа хастеллой с малым содержанием нежелательных примесей [29-32]. Полученные сплавы содержали: Ni  основа, Mo  11,7; Cr  6,7; Ti  0,47; Al  0,83; Fe  1,5; Mn  0,5; Si  0,15 мас.%. Эти образцы сплавов испытывались в условиях, близких к условиям работы топливного контура ЖСР: образцы находились в солевом расплаве (ZrF4 + NaF) при 650 °С и подвергались длительному (до 700 ч) облучению на линейном ускорителе электронов. На рис. 3 показана микроструктура образцов сплава типа хастеллой после коррозионных испытаний в течение 100 и 700 ч в плоскости, перпендикулярной прокатке; каких-либо заметных следов межкристаллитной коррозии на образцах не обнаружено [31]. Механические характеристики образцов после электронного облучения в расплаве солей фторидов при температуре 650 °С в течение 700 ч приведены в табл. 9 [29-34]. Проведены экспериментальные ISSN 1562-6016. ВАНТ. 2014. №4(92) 79 исследования влияния импульсного излучения большой мощности на свойства сплавов, а также исследования морфологической эволюции поверхности образцов при плазменной обработке. Результаты проведенных испытаний, а также исследований структуры и состава сплавов в исходном состоянии и после облучения в среде расплавленных солей позволили сделать вывод о том, что сплавы типа хастеллой, полученные из высокочистых металлов, могут успешно применяться в качестве конструкционного материала топливного контура ЖСР. Рис. 3. Микроструктура образцов сплавов типа хастеллой после коррозионных испытаний при 650 °С в течение 100 (а) и 700 ч (б). Увеличение 380 Таблица 9 Механические свойства сплавов после облучения электронами E dep , эВ/ат. Т, °С σ В , MПа σ 0,2 , MПа δ, % 5066 20 626 333 35 64 848 576 54 5066 650 276 213 15 64 362 255 15 Исходный, без облучения 20 900 395 63 600 397 288 14 После коррозионных испытаний при 650 °С, 700 ч 20 1070 875 43 650 510 440 9 ВЫВОДЫ Поведение конструкционных материалов при эксплуатации ядерных реакторов в значительной степени определяет безопасную и экономичную работу атомных станций. Поэтому дальнейшее раз- витие ядерной энергетики в значительной степени зависит от разработок новых перспективных кон- струкционных материалов для реакторов нового поколения и усовершенствования материалов, экс- плуатируемых ядерно-энергетических установок за счет применения высокочистых металлов в качестве исходных компонентов и использования новых тех- нологий их изготовления, что обеспечит повышение ресурса работы, надежность и безопасность элемен- тов конструкций ядерных реакторов. Применение чистых и высокочистых металлов в качестве исходных компонентов конструкционных материалов ЯЭУ в значительной степени определяет дальнейшее развитие ядерной энергетики:  циркониевые сплавы и гафний повышенной чистоты необходимы для усовершенствования ТВС и СУЗ реакторов действующих АЭС;  корпусные стали повышенной чистоты обеспе- чат увеличение ресурса, надежность и безопасность работы корпусов реакторов;  новые высокотемпературные, коррозионно- и радиационно-стойкие конструкционные материалы – основа элементов конструкций реакторов нового поколения, обеспечивающих их высокие эксплуата- ционные характеристики; 80 ISSN 1562-6016. ВАНТ. 2014. №4(92)  сверхпроводящие материалы с сочетанием вы- соких значений критических параметров сверхпро- водимости, прочности, пластичности и других фи- зических свойств обеспечат надежное управление системами термоядерных реакторов. БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 1. A technology roadmap for generation IV nuclear energy systems, issued by U.S. DOE nuclear energy research advisory committee and the Generation IV international forum (GIF-002-00). Washington, 2002, 91 р. 2. И.М. Неклюдов. Проблемы работоспособно- сти материалов основного оборудования АЭС Укра- ины // Прогрессивные материалы и технологии. Киев: «Академпериодика», 2003, т. 1, с. 277-295. 3. И.В. Горынин. Надежные материалы – основа безопасности атомной энергетики // Мировая энер- гетика. 2006, №7(31), с. 90-91. 4. Н.М. Бескоровайный, Б.А. Калин, П.А. Пла- тонов, И.И. Чернов. Конструкционные материалы ядерных реакторов. М.: «Энергоатомиздат», 1995, 704 с. 5. Н.А. Азаренков, Л.А. Булавин, И.И. Залю- бовский, В.Г. Кириченко, И.М. Неклюдов, Б.А. Ши- ляев. Ядерная энергетика: Учебное пособие. Харь- ков: ХНУ им. В.Н. Каразина, 2012, 480 с. 6. Б.А. Калин, П.А. Платонов, Ю.В. Тузов, И.И. Чернов, Я.И. Штромбах. Физическое материа- ловедение: Учебник для вузов / Под ред. Б.А. Калина. Т. 6. Конструкционные материалы ядерной техники. М.: НИЯУ МИФИ, 2012, 736 с. 7. В.В. Новиков, В.А. Маркелов, В.Н. Шишов, М.М. Перегуд, В.Ф. Кошков. Совершенствование циркониевых сплавов для обеспечения повышенных эксплуатационных параметров топлива ВВЭР // Раз- витие атомной энергетики России и Украины – фактор устойчивого межгосударственного со- трудничества: Материалы Совместного совещания- семинара Российской академии наук и Националь- ной академии наук Украины: 2123 октября 2008 года, ЛОК «Колонтаево» (г. Электросталь). М.: «Наука», 2009, с. 236-250. 8. И.М. Неклюдов, В.М. Ажажа, Г.П. Ковтун, Н.Н. Пилипенко. Влияние чистоты на качество ма- териалов ядерной и термоядерной энергетики // Материалы IV Международной конференции «Стратегия качества в промышленности и образо- вании» (30 мая  6 июня 2008 г., Варна, Болгария). Днепропетровск, Варна. 2008, т. 1, с. 416-420. 9. В.М. Ажажа, С.Д. Лавриненко, Н.Н. Пили- пенко. Чистые и особо чистые металлы в атомной энергетике // ВАНТ. Серия «Вакуум, чистые мате- риалы, сверхпроводники». 2007, №4, с. 3-12. 10. Н.Н. Пилипенко. Роль высокочистых метал- лов в создании новых материалов для элементов конструкций АЭС // ВАНТ. Серия «Вакуум, чистые материалы, сверхпроводники». 2008, №1, с. 10-17. 11. Г.Ф. Тихинский, Г.П. Ковтун, В.М. Ажажа. Получение сверхчистых редких металлов. М.: «Ме- таллургия», 1986, 160 с. 12. В.Ф. Зеленський, I.М. Неклюдов, В.М. Ажажа та ін. Розвиток досліджень в області фізики твердого тіла, матеріалознавства та нових технологій в УФТІ – ННЦ ФХТІ // УФЖ. 1998, т. 43, №9, с. 1050- 1072. 13. Ю.П. Бобров, А.Е. Дмитренко, Д.В. Коблик, С.Д. Лавриненко, М. Лаубенштейн, С.C. Нагорный, Н.Н. Пилипенко, Ю.С. Стадник, И.Г. Танцюра, В.Д. Вирич. Электронно-лучевая плавка ванадия // ВАНТ. Серия «Вакуум, чистые материалы, сверх- проводники». 2014, №1(89), с. 27-31. 14. В.М. Ажажа, П.Н. Вьюгов, С.Д. Лавриненко. Получение высокочистого ниобия методом зонной плавки // ВАНТ. Серия «Физика и техника высокого вакуума». 1974, в. 2(3), с. 18-19. 15. В.М. Ажажа, П.Н. Вьюгов, С.Д. Лавриненко, Н.Н. Пилипенко. Получение высокочистых метал- лов (Sc, Ti, Fe, Zr, Hf, Cu, V, Nb, Ta) // Специальная металлургия: вчера, сегодня, завтра. Киев: «Поли- техника», 2002, с. 79-84. 16. В.М. Ажажа, П.Н. Вьюгов, С.Д. Лавриненко, Н.Н. Пилипенко, А.Ф. Болков, А.М. Лахов, К.А. Линдт, А.П. Мухачев. Электронно-лучевая плавка титана, циркония и гафния // ВАНТ. Серия «Физика радиационных повреждений и радиацион- ное материаловедение». 2002, №6, с. 95-99. 17. Н.Н. Пилипенко. Получение циркония ядер- ной чистоты // ВАНТ. Серия «Физика радиационных повреждений и радиационное материаловедение». 2008, №2, с. 66-72. 18. В.М. Ажажа, П.Н. Вьюгов, С.Д. Лавриненко, В.И. Лапшин, Н.Н. Пилипенко. Электронно-лучевая плавка циркония // ВАНТ. Серия «Вакуум, чистые материалы, сверхпроводники». 2000, №5, с. 3-11. 19. В.М. Ажажа, П.Н. Вьюгов, С.Д. Лавриненко и др. Исследование процесса рафинирования кальцие- термического гафния электронно-лучевой плавкой // Труды конференции «Проблемы циркония и гафния в атомной энергетике» (Алушта, 1999). Харьков, 1999, с. 36-37. 20. В.М. Ажажа, Ю.П. Бобров, В.Д. Вірич, П.М. В’югов, О.Е. Дмитренко, О.Є. Кожевніков, С.Д. Лавриненко, М.М. Пилипенко, В.М. Пелих. Рафінування нікелю методом електронно- променевої плавки // Вісник ХНУ ім. Каразіна. Серія фізична «Ядра, частинки, поля». 2003, в. 2/22, с. 118-122 21. В.М. Ажажа, П.Н. Вьюгов, С.Д. Лавриненко, Н.Н. Пилипенко. Рафинирование меди // ВАНТ. Се- рия «Вакуум, чистые материалы, сверхпроводники». 1999, в. 1(9), с. 44-47. 22. В.П. Ажажа, Б.П. Черный. К вопросу получе- ния ванадия высокой чистоты // ВАНТ. Серия «Фи- зика и техника высокого вакуума». 1973, в. 1(1), с. 67-71. 23. В.М. Ажажа, П.Н. Вьюгов, С.Д. Лавриненко, Н.Н. Пилипенко. Электронно-лучевая зонная плавка ванадия, ниобия и тантала // Специальная металлур- гия: вчера, сегодня, завтра. Киев: «Политехника», 2002, с. 220-225. ISSN 1562-6016. ВАНТ. 2014. №4(92) 81 24. В.М. Ажажа, Г.П. Ковтун. Получение и анализ веществ особой чистоты. М.: «Наука», 1978, с. 126-130. 25. В.М. Ажажа, С.Д. Лавриненко, Б.П. Черный, М.П. Рывкин. Рафинирование ванадия методом ва- куумной бестигельной дистилляции // ВАНТ. Серия «Физика и техника высокого вакуума». 1975, в. 1(4), с. 80-81. 26. С.Д. Лавриненко. Получение скандия высо- кой степени чистоты // Материалы VII Конференции стран СНГ по проблеме «Радиационная поврежда- емость и работоспособность конструкционных материалов». Белгород, 1997, с. 148-151. 27. В.М. Ажажа, Г.И. Волокита, С.Д. Лаври- ненко, П.Н. Вьюгов, Т.Г. Емлянинова. Механиче- ские свойства скандия различной чистоты // ВАНТ. Серия «Вакуум, чистые материалы, сверхпроводни- ки». 2002, №1, с. 44-46. 28. В.М. Ажажа, П.Н. Вьюгов, В.А. Еленский и др. Получение монокристаллов тантала зонной пе- рекристаллизацией // ВАНТ. Серия «Вакуум, чистые материалы, сверхпроводники» 1998, в. 1(2), с. 63-71. 29. V.M. Azhazha, A.S. Bakai, S.D. Lavrinenko, et al. Alloys for molten-salt reactors // ВАНТ. Серия «Фи- зика радиационных повреждений и радиационное материаловедение». 2005, №4, с. 40-47. 30. В.М. Ажажа, А.С. Бакай, Ю.П. Бобров и др. Исследование сплава типа Хастеллой для жидкосо- левых реакторов // Proceeding of Ninth International Conference on Material issues in design, manufacturing and operation of nuclear power plants equipment (Pushkin – Saint-Petersburg, 68 June 2006). Saint Petersburg: CRISM Prometey, 2006, v. 2, р. 280-289. 31. В.М. Ажажа, А.С. Бакай, Ю.П. Бобров, С.Д. Лавриненко, И.А. Петельгузов, В.И. Савченко. Исследование коррозионной стойкости и механиче- ских свойств жаростойкого и жаропрочного никеле- вого сплава // Механіка руйнування матеріалів і міцність конструкцій / Під. заг. ред. В.В. Панасюка. Львів: Фізико-механічний інститут ім. Г.В. Карпенка НАН України, 2004, с. 659-664. 32. В.М. Ажажа, Ю.П. Бобров, П.М. В’югов, С.Д. Лавриненко, М.М. Пилипенко та ін. Розробка сплаву для паливного контуру рідинно-сольових реакторів // Вісник ХНУ ім. Каразіна. Серія фізична «Ядра, частинки, поля». 2004, №619, в. 1/23, с. 87- 94. 33. В.М. Ажажа, С.Д. Лавриненко, Н.Н. Пили- пенко. Высокочистые металлы в ядерной энергетике // Развитие атомной энергетики России и Украины – фактор устойчивого межгосударственного со- трудничества: Материалы Совместного совещания- семинара Российской академии наук и Националь- ной академии наук Украины: 2123 октября 2008 года, ЛОК «Колонтаево» (г. Электросталь). М.: «Наука», 2009, с. 285-301. 34. V.M. Azhazha, A.S. Bakai, А.N. Dovbnya, S.D. Lavrinenko, Yu.P. Bobrov, M.M. Pylypenko. Var- iation of compositional content in subsurface layers of Hastelloy type alloys as caused by melt of fluorides ZrF4–NaF and electron irradiation // ВАНТ. Серия «Физика радиационных повреждений и радиацион- ное материаловедение» (87). 2005, №4, с. 82- 89. Статья поступила в редакцию 18.06.2014 г. ЧИСТІ МЕТАЛИ ДЛЯ ЯДЕРНОЇ ЕНЕРГЕТИКИ С.Д. Лавриненко, М.М. Пилипенко, П.М. В’югов Представлено дані про рівень чистоти металів, отриманих різними фізичними методами в ННЦ ХФТІ, на основі проведених розробок і реалізації високоефективних методів рафінування. Приведено характеристики основних конструкційних матеріалів для деяких типів реакторів нового покоління і чистих металів, необхід- них для їх використання. Показано, що розвиток ядерної енергетики в значній мірі залежить від розробок перспективних конструкційних матеріалів для реакторів нового покоління та удосконалення матеріалів яде- рно-енергетичних установок, що нині експлуатуються. PURE METALS FOR NUCLEAR POWER S.D. Lavrinenko, M.M. Pylypenko, P.M. Vjugov The data on the level of purity of the metals produced by different physical methods in NSC KIPT, using devel- opment and implementation of efficient methods for refining are presented. The characteristics of the main structural materials for some types of new generation reactors and pure metals with need to create them are presented. Shown that the development of nuclear power is largely dependent on the development of promising structural materials for new generation reactors and improving materials for operating nuclear power plants.
id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-80357
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
issn	1562-6016
language	Russian
last_indexed	2025-12-07T15:39:26Z
publishDate	2014
publisher	Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України
record_format	dspace
spelling	Лавриненко, С.Д. Пилипенко, Н.Н. Вьюгов, П.Н. 2015-04-16T15:41:16Z 2015-04-16T15:41:16Z 2014 Чистые металлы для ядерной энергетики / С.Д. Лавриненко, Н.Н. Пилипенко, П.Н. Вьюгов // Вопросы атомной науки и техники. — 2014. — № 4. — С. 72-81. — Бібліогр.: 34 назв. — рос. 1562-6016 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/80357 669.054.2 Представлены данные об уровне чистоты металлов, полученных различными физическими методами в ННЦ ХФТИ, на основе проведенных разработок и реализации высокоэффективных методов рафинирования. Приведены характеристики основных конструкционных материалов для некоторых типов реакторов нового поколения и чистых металлов, необходимых для их создания. Показано, что развитие ядерной энергетики в значительной степени зависит от разработок перспективных конструкционных материалов для реакторов нового поколения и усовершенствования материалов эксплуатируемых ядерно-энергетических установок. Представлено дані про рівень чистоти металів, отриманих різними фізичними методами в ННЦ ХФТІ, на основі проведених розробок і реалізації високоефективних методів рафінування. Приведено характеристики основних конструкційних матеріалів для деяких типів реакторів нового покоління і чистих металів, необхідних для їх використання. Показано, що розвиток ядерної енергетики в значній мірі залежить від розробок перспективних конструкційних матеріалів для реакторів нового покоління та удосконалення матеріалів ядерно-енергетичних установок, що нині експлуатуються. The data on the level of purity of the metals produced by different physical methods in NSC KIPT, using development and implementation of efficient methods for refining are presented. The characteristics of the main structural materials for some types of new generation reactors and pure metals with need to create them are presented. Shown that the development of nuclear power is largely dependent on the development of promising structural materials for new generation reactors and improving materials for operating nuclear power plants. ru Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України Вопросы атомной науки и техники Материалы реакторов на тепловых нейтронах Чистые металлы для ядерной энергетики Чисті метали для ядерної енергетики Pure metals for nuclear power Article published earlier
spellingShingle	Чистые металлы для ядерной энергетики Лавриненко, С.Д. Пилипенко, Н.Н. Вьюгов, П.Н. Материалы реакторов на тепловых нейтронах
title	Чистые металлы для ядерной энергетики
title_alt	Чисті метали для ядерної енергетики Pure metals for nuclear power
title_full	Чистые металлы для ядерной энергетики
title_fullStr	Чистые металлы для ядерной энергетики
title_full_unstemmed	Чистые металлы для ядерной энергетики
title_short	Чистые металлы для ядерной энергетики
title_sort	чистые металлы для ядерной энергетики
topic	Материалы реакторов на тепловых нейтронах
topic_facet	Материалы реакторов на тепловых нейтронах
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/80357
work_keys_str_mv	AT lavrinenkosd čistyemetallydlââdernoiénergetiki AT pilipenkonn čistyemetallydlââdernoiénergetiki AT vʹûgovpn čistyemetallydlââdernoiénergetiki AT lavrinenkosd čistímetalidlââdernoíenergetiki AT pilipenkonn čistímetalidlââdernoíenergetiki AT vʹûgovpn čistímetalidlââdernoíenergetiki AT lavrinenkosd puremetalsfornuclearpower AT pilipenkonn puremetalsfornuclearpower AT vʹûgovpn puremetalsfornuclearpower

Чистые металлы для ядерной энергетики

Репозитарії

Схожі ресурси