В НИЯУ МИФИ разработали новейшие методики контроля состояния оболочек твэлов

Ученые Национального исследовательского ядерного университета МИФИ предложили новый подход для контроля состояния оболочек тепловыделяющих элементов (твэлов) реакторов АЭС, позволяющий прогнозировать состояние ядерного топлива, что важно с точки зрения безопасности атомных станций.

Оболочки твэлов, в которых заключены топливные таблетки, — первый барьер безопасности, препятствующий выходу радиоактивных продуктов деления ядерного топлива в теплоноситель, циркулирующий через активную зону реакторов АЭС. Поэтому сохранение герметичности оболочек твэлов в процессе эксплуатации является важнейшей задачей.

Как сообщил руководитель проекта, профессор НИЯУ МИФИ Евгений Кудрявцев, в университете создан комплекс оригинальных установок для неразрушающего контроля облученных в реакторах оболочек твэлов перспективных реакторов на быстрых нейтронах. Для исследования деградации оболочек твэлов и их коррозионных повреждений ученые предложили новую методику ультразвуковой резонансной спектроскопии, отметил Кудрявцев.

«Методика основана на возбуждении локальных окружных колебаний оболочек (или отрезков оболочек) и регистрации их параметров – резонансных частот и их добротностей (полуширина резонансных пиков). Сканирование оболочек позволяет выявить участки коррозионных повреждений на внешней и внутренней поверхности, определить вид коррозии и ее параметры», — пояснил ученый.

Специалисты также разрабатывают установку, реализующую вариант так называемого высокочувствительного многочастотного вихретокового контроля, основанного на анализе взаимодействия внешнего электромагнитного поля, возбуждаемого с помощью специально сконструированной катушки, с электромагнитным полем вихревых токов, наводимых в оболоке твэла этим полем. Эта методика позволяет выявить такие дефекты, как внутренние и наружные трещины, магнитные фазовые выделения, разрывы топливного сердечника, массоперенос топлива и локальные участки его плавления.

Результаты разработок подтверждены дальнейшими исследованиями разрушающим методом – металлографией, отметили в университете. «Применение разработанных методик и установок позволит на стадии первичных неразрушающих испытаний выявить участки коррозионных повреждений, снизить долю трудоемких металлографических исследований, расширить возможности экспериментального оборудования «горячих камер» и повысить достоверность результатов», — рассказал один из участников исследования, сотрудник НИЯУ МИФИ Илья Родько.