Для реакторов будущего готовят наноструктурированную сталь

Исследователи НИЯУ МИФИ в составе международного коллектива провели масштабную работу по исследованию сталей, дисперсно-упрочненных оксидами (ДУО). Эти материалы обладают большим потенциалом для использования в новых ядерных и термоядерных реакторах. Результаты исследований были опубликованы в высокорейтинговом научном журнале Nanomaterials (https://www.mdpi.com/2079-4991/14/2/194​). 

В последние годы ученые из разных стран разрабатывают ДУО стали, добавляя в матрицу сплава оксидные частицы. Ожидается, что полученные материалы смогут заменить традиционные реакторные стали, которые теряют прочность при высоких температурах и имеют ограниченные возможности практического применения.

Разработка ДУО сталей стартовала достаточно давно, но работа над методикой их производства и изучением их свойств продолжается по сей день. Исследователи установили, что оксидные добавки стабилизируют сталь и позволяют существенно повысить температуру эксплуатации материала, а также его радиационную стабильность.

Сегодня основное направление разработки ДУО сталей – создание наноструктурированных сталей, в которых оксидные образования составляют единицы нанометров, сообщил профессор кафедры физики экстремальных состояний вещества НИЯУ МИФИ Сергей Рогожкин.

«Именно такие стали демонстрируют наивысшие эксплуатационные свойства. Но оказалось, что исследование наноструктурированных ДУО сталей находится на грани возможностей многих методов анализа. Поэтому для их изучения требуется применение комплекса методов», – рассказал он.

Международный коллектив ученых из России, Китая и Венгрии провел комплексное исследование наноструктурированных ДУО сталей методами малоуглового рассеяния нейтронов, просвечивающей электронной микроскопии и атомно-зондовой томографии.

«Комбинация этих передовых методов позволила с высокой точностью определить тип наноразмерных частиц, их размеры и количество в разных ДУО материалах. Полученные результаты помогут создать еще более совершенные материалы для применения в экстремальных условиях перспективных реакторов. Важно отметить, что наше сотрудничество с зарубежными коллегами стало новым шагом в развитии нейтронных методов исследования», – подчеркнул Сергей Рогожкин.

Исследование было проведено в рамках Федеральной научно-технической программы развития синхротронных и нейтронных исследований и исследовательской инфраструктуры.