Группа исследователей представила инновационный подход к повышению эксплуатационной устойчивости и ресурса ядерного топлива, что в перспективе обеспечит переход к более безопасным и высокопроизводительным методам атомной генерации.
Ключевой недостаток современных видов ядерного топлива заключается в том, что под воздействием интенсивного облучения материал расширяется и вступает в контакт с защитной оболочкой, изолирующей его от реакторной среды. Подобное взаимодействие провоцирует структурную деградацию и охрупчивание оболочки, что существенно ограничивает срок службы реакторных установок.
Авторы научной работы, среди которых профессор машиностроения из Университета Миссисипи Самрат Чоудхури, обосновали эффективность внедрения наночастиц нитрида урана в состав топлива. В ходе изысканий 2024 года было доказано, что такие включения способны абсорбировать и удерживать газообразные продукты деления. Исследования 2025 года подтвердили, что межфазные границы между наночастицами нитрида урана и металлической матрицей топлива выступают надежным барьером для продуктов распада, разрушающих топливные стержни.
«Основная концепция заключается в локализации продуктов деления непосредственно в металлической основе до того, как они достигнут внешнего контура», — подчеркнул Чоудхури. По его убеждению, данная разработка заложит фундамент для создания топливных систем нового поколения.
Предложенный метод позволяет значительно сократить объемы образующихся радиоактивных отходов, поскольку открывает возможности для более длительного и глубокого выгорания топлива.
Для внедрения технологии в промышленную эксплуатацию планируется проведение испытаний модифицированного топлива в условиях действующих реакторов с целью подтверждения его безопасности. Следующим этапом проекта станет привлечение инвестиций для масштабирования технологии и развитие партнерских отношений с представителями атомной индустрии.
Источник: iXBT
