俄羅斯研制超強鋼材，可承受1112°F高溫，助力下一代核反應堆

該設施旨在展示封閉式核燃料循環的工業可行性。

俄羅斯科學家開發出了一種新型耐熱奧氏體鋼。這種材料是專門為用于鉛冷快中子反應堆的設備而設計的。在這些反應堆系統中，運行溫度介于500°C（932°F）至600°C（1112°F）之間。
對比來看，標準的VVER型反應堆運行溫度顯著較低，通常在320°C（608°F）到350°C（662°F）之間。

這種鋼的研發是在"突破"（Proryv）項目下進行的，該項目專注于利用快中子反應堆實現封閉式核燃料循環。

這種新型鋼材在高達600°C（1112°F）的溫度下具有耐腐蝕性和熱穩定性。

據中央機械制造技術研究所材料科學部主任謝爾蓋·洛加紹夫介紹，這種材料是利用計算機建模和重液態金屬冷卻劑系統的數據設計的。

洛加紹夫在一份新聞稿中指出："所得材料結合了所需的耐輻射性和耐腐蝕性、高達600攝氏度的熱穩定性，并且最重要的是，其持久強度特性超越了目前用于核電站結構中、與重液態金屬冷卻劑接觸的參考鋼材。"

關鍵設備制造

除了材料開發，中央機械制造技術研究所還測試了適用于奧氏體鋼和馬氏體-鐵素體鋼的激光焊接技術。

這些測試涉及關鍵設備制造所需的各種同種和異種金屬組合。

數據表明，與傳統的電弧焊方法相比，激光焊接提高了焊接結構的生產速度。焊縫質量始終符合行業要求。這種焊接技術與現有的反應堆設計兼容，包括VVER和RITM機組。

"突破"項目由"突破"股份公司管理，并涉及多個行業研究機構。其主要目標是封閉式核燃料循環的工業實施。

規劃中的核電綜合體將包括一個配備BREST-OD-300鉛冷反應堆的發電機組。

封閉式核燃料循環基礎設施

該廠址還將設有一個用于處理輻照混合鈾钚（氮化物）燃料的模塊，以及一個用于利用回收材料制造新燃料元件的制造/再制造模塊。

該設施旨在展示實現核燃料循環封閉的設施的技術可行性。

在開發奧氏體鋼的同時，俄羅斯國家原子能公司機械制造部門的工程師使用碳-碳復合材料制造了高溫氣冷堆的結構部件。

這些復合材料經過測試，驗證了其在1300°C（2372°F）下的物理穩定性以及在高達1600°C（2912°F）溫度下保持機械性能的能力。

該技術計劃用于原子能技術站。這些電站采用熱功率為200兆瓦、使用氦氣作為冷卻劑的反應堆。

該系統設計可實現850°C（1562°F）的出口溫度，以產生750°C（1382°F）的過熱蒸汽。

對第四代核能的戰略影響

新聞稿總結道："這些進展——新型高科技材料和焊接技術——的結合，可以為第四代核能項目的成功實施奠定堅實的科技基礎。"

這些進步解決了下一代反應堆設計中鉛和氦冷卻劑帶來的特定熱工和腐蝕挑戰。這些奧氏體鋼和碳-碳復合材料的成功測試表明，正朝著更高效率的能量生產循環邁進。

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