AP14871210 — Исследование влияния процессов наводораживания и гелиевого охрупчивания в материалах для дисперсного ядерного топлива реакторов типа ВТГР

Цель работы: Целью данного проекта является исследование влияния процессов наводораживания и гелиевого охрупчивания в материалах, применяемых для дисперсного ядерного топлива в реакторах типа ВТГР. Основная задача проекта состоит в понимании механизмов, характеристик и последствий этих процессов на структуру и свойства материалов, используемых в ядерной технологии.

Актуальность проекта: Актуальность проекта по исследованию влияния процессов наводораживания и гелиевого охрупчивания в материалах для дисперсного ядерного топлива реакторов типа ВТГР подчеркивается следующими аспектами: Наводораживание и гелиевое охрупчивание представляют собой потенциальные угрозы для безопасности работы ядерных реакторов. Исследование этих процессов необходимо для предотвращения возможных аварийных ситуаций и обеспечения стабильной и безопасной работы реакторов. Понимание механизмов и факторов, влияющих на наводораживание и гелиевое охрупчивание, позволит разработать методы и технологии для увеличения срока службы ядерных реакторов типа ВТГР. Это важно с учетом увеличения среднего возраста существующих ядерных установок по всему миру. Проблемы наводораживания и гелиевого охрупчивания являются актуальными для многих стран, владеющих ядерной технологией. Исследование этих процессов и разработка методов их управления представляют собой предмет международного сотрудничества и обмена научными знаниями и опытом. В связи с этим, исследование влияния процессов наводораживания и гелиевого охрупчивания в материалах для дисперсного ядерного топлива реакторов типа ВТГР является актуальным и важным направлением научных исследований.

Научный руководитель: Доктор Ph.D.,Профессор-исследователь, Кенжина Инеш Ергазыевна

Полученные результаты: В ходе проведенных исследований изучен фазовый состав керамик системы ZrO₂–Al₂O₃ в зависимости от соотношения компонентов с использованием рентгенофазового анализа. Установлено, что варьирование содержания Al₂O₃ приводит к формированию многофазных структур и твердых растворов, сопровождающихся фазовыми превращениями диоксида циркония. Показано, что наличие межфазных границ способствует повышению кристалличности и улучшению структурной устойчивости материалов. Проведены исследования радиационного воздействия, выявившие закономерности распухания, разупрочнения и изменения теплофизических свойств керамик при облучении. Установлено, что двух- и трехфазные керамики обладают более высокой устойчивостью к радиационно-индуцированной деградации за счет межфазного и дислокационного упрочнения. Полученные результаты подтверждают перспективность использования многофазных керамик для эксплуатации в условиях интенсивного радиационного воздействия.

Список публикаций с ссылками на них

1. Kenzhina, I. E., Kozlovskiy, A. L., Begentayev, M., Tolenova, A., & Askerbekov, S. (2023). Influence of the Change of Phase Composition of (1− x) ZrO2–xAl2O3 Ceramics on the Resistance to Hydrogen Embrittlement. Materials, 16(22), 7072. (Web of Science, Q2, IF-3.1 (2023), CiteScore – 5.8, percentile – 73 %, (Physics and Astronomy)). https://doi.org/10.3390/ma16227072 

2. Kenzhina, I. E., Kozlovskiy, A. L., Begentayev, M., Tolenova, A., & Askerbekov, S. The effect of (1 − x)ZrO2–xAl2O3 ceramics phase composition change on resistance to helium swelling. ES Materials and Manufacturing. 2024. (Scopus, CiteScore – 14.4, percentile – 95 % (Materials Science)).

3. Кенжина, И. Е., Шаймерденов, А. А., Толенова, А. У., Аскербеков, С. К., & Козловский, А. Л. (2022). Изучение процессов фазообразования в инертных матрицах по типу cer-cer на основе оксидных соединений. Вестник НЯЦ РК, (3), 82-87. https://doi.org/10.52676/1729-7885-2022-3-82-87