Нацiональна академiя наук України
Нацiональний науковий центр "Харкiвський фiзико-технiчний iнститут"
Науково-технічний комплекс "Ядерний паливний цикл"
Нацiональна академiя наук України
Нацiональний науковий центр "Харкiвський фiзико-технiчний iнститут"
Науково-технічний комплекс "Ядерний паливний цикл"
У науково-дослідному секторі аналізу й досліджень матеріалів проводять матеріалознавчі дослідження й випробування в області конструкційних матеріалів і палива ядерних реакторів для забезпечення створення реакторів підвищеної надійності й експлуатаційної безпеки. Крім того, у секторі проводяться роботи з розробки й застосування комплексу методів визначення властивостей виробів для їхньої атестації як матеріалів активних зон реакторів.
Сектор складається з:
Всі ділянки обладнані для проведення робіт за ІІ класом радіаційної безпеки й беруть участь у виконанні робіт практично за усіма напрямками діяльності НТК ЯПЦ.
Світлова металографія як найпоширеніший метод металографічного аналізу, що застосовується практично у всіх матеріалознавчих дослідженнях, існує у підрозділі від початку його заснування. У число досліджуваних виробів входять твели, пели, стрижні вигоряючих поглиначів, СКЗ, збірки з різними виробами, вкладиші, блочки, чохли, шлюзи, канали, фрагменти корпусів реактора, трубопроводи, оболонки, елементи виробів після аварійних випробувань і коріум. Досліджувані матеріали - ядерне паливо (металеве, керамічне, дисперсійне, керметне та ін.), конструкційні матеріали (сталі й сплави на основі заліза, нікелю, хрому; цирконій і його сплави; тугоплавкі метали й сплави; кольорові метали й сплави на їхній основі), поглинаючі матеріали (карбід бору, титанат диспрозію, гафній і дисперсійні композиції на основі гадолінію), інші матеріали (ізоляційні, керамічні, на основі трансуранових елементів), зварені з'єднання й наплавлення.
Методом металографії виявляють внутрішню будову виробів, пористість, тріщини, усадкові раковини у матеріалах, їх зеренну структуру, включення й різні фази, деякі дефекти кристалічної будови. Аналізується також структура поверхневого шару виробів і матеріалів, виміряється мікротвердість; проводиться оцінка лінійних розмірів елементів виробів у їхньому поперечному перерізі й розмірів дефектів, шарів взаємодії, різних структурних складових і фаз. Апробовано й впроваджено методи, що входять до стандартної практики металознавства: визначення величини зерна у сталях і сплавах, визначення неметалічних включень у сталях і сплавах, і змісту α-фази в аустенітних сталях.
На базі металографічного аналізу в сукупності з кількісною обробкою зображень (знімків) структури об'єкта на плоскому перетині комп'ютерними засобами розвивається метод стереометричної (кількісної) металографії. Стереометрична металографія дозволяє не тільки оцінити лінійні розміри на шліфі, але й виконати комплекс вимірів геометричних параметрів виробу й структурних складових матеріалів:
Комплекс методик металографічного дослідження матеріалів ядерної техніки викладено у методичних документах НТК ЯПЦ. Основні методики: металографічний аналіз структури, вимір мікротвердості, виконання вимірів геометричних параметрів виробів і структури матеріалів.
Ділянку оснащено сучасним устаткуванням фірми LECO:
Автоматичний прес LECO PR-4
|
Система шліфування й полірування GPX-300
|
Металографічний мікроскоп Axіo Observer 1M1
|
Твердомір LM-700 АТ
|
Основним напрямком діяльності ділянки є хімічний аналіз паливних, поглинаючих і конструкційних реакторних матеріалів діючих і перспективних проектів атомних електростанцій і дослідницьких реакторів, а також хімічний контроль корозійних водних середовищ, що моделюють склад теплоносія першого контуру реактора ВВЕР до і після автоклавних випробувань.
На ділянці проводиться хімічна обробка реакторних матеріалів перед постановкою на різні види випробувань. Зокрема, хімічне травлення й полірування цирконієвих сплавів і гафнію, електрохімічне полірування нержавіючих сталей.
Спеціалістами ділянки у рамках проведених у НТК ЯПЦ договорів і проектів проводяться дослідження в області методів синтезу й аналізу існуючих і перспективних паливних, поглинаючих і конструкційних реакторних матеріалів.
Новим напрямком наукової діяльності на нашій ділянці є проведення робіт з одержання нанорозмірних матеріалів для використання в атомній енергетиці. Комплекс методик хімічного аналізу матеріалів ядерної техніки викладено у методичних документах НТК ЯПЦ.
Виконуються такі види робіт:
- підготовка зразків (сталь, цирконій)
- готування води, що імітує склад води першого контуру ВВЕР 1000
- синтез нанорозмірного порошку гафнату диспрозію
- аналіз карбіду бору для поглинаючих вставок
- випробування зварених швів на міжкристалітну корозію.
Ділянка хімічного аналізу має таке устаткування:
- муфельна піч СНОЛ 1,62.51/9 - И3
- трубчаста піч СУОЛ 0,25.1/12 - М1
- спектрофотометр СФ-16
- фотоколориметр ФЭК-56М
- ваги 2 класи точності ВЛР-200
- ваги ВЛКТ-500
- дистилятор ДЭ-4
- рн-метр-мілівольтметр рн - 150А
Ділянка рентгеноструктурних досліджень оснащено рентгенівським дифрактометром ДРОН-3М.
C використанням методів рентгеноструктурного аналізу можуть досліджуватись:
Застосування методики текстурного аналізу дозволяє будувати зворотні полюсні фігури з наступним визначенням параметрів текстури досліджуваного матеріалу. Методики рентгенівського аналізу матеріалів ядерної техніки викладено у методичних документах НТК ЯПЦ.
Основною продукцією сектора є розроблені методики й технологічні інструкції з аналізу паливних, поглинаючих і конструкційних матеріалів, а також звіти і друковані статті за результатами наукових досліджень.