Технологию создания высокотемпературных композиционных материалов для контейнеров, транспортирующих радиоактивные отходы, разработали специалисты новосибирского Института химии твердого тела и механохимии СО РАН. Новая научная разработка позволит обезопасить транспортировку ядерных отходов, которые появляются в процессе переработки отработанного ядерного топлива.
Исследователи научились комбинировать необходимые свойства в одном материале, благодаря технологии 3D-печати. Высокотемпературные композитные материалы востребованы в атомной энергетике: они необходимы для модернизации контейнеров для перевозки и хранения радиоактивных отходов.
«Для этой цели хорошо подходят бориды тяжелых металлов, например, вольфрама. Атомы металла поглощают альфа-, бета- и гамма-излучения, а атомы бора – нейтроны. Кроме этих свойств бориды обладают высокой температурой плавления и высокой твердостью», – рассказал научный сотрудник Института химии твердого тела и механохимии СО РАН кандидат химических наук Алексей Анчаров.
Ученый уточняет, что основная проблема заключалась в том, чтобы скомбинировать требуемые свойства в одном материале. В работе использовались аддитивные технологии, при помощи которых учёные смогли нарастить слои материалов с необходимыми концентрациями. Учёные использовали метод механоактивации. Для этого они измельчили и смешали частицы нитрида бора и вольфрама в шаровой мельнице. Получившийся механокомпозит выглядит под микроскопом как слоёный пирог. На втором этапе его облучают рентгеновскими лучами на ускорителе ВЭПП-3. Затем материал нагревают и обрабатывают пучком электронов в лабораториях ИЯФ.
Актуальность исследования заключается в том, что разработанная технология будет применяться при модернизации контейнеров для их транспортировки и хранения отходов атомной энергетики. Готовый материал можно будет наносить на поверхности, напыляя защитный слой на стенки контейнеров. В будущем можно будет создавать материалы с различными свойствами. Если в композит добавить больше вольфрама — он будет лучше поглощать гамма-излучение, а если бор — то нейтронное излучение.
Фото: bloknot-stavropol.ru
