NewsRu.ca
- October 18, 2026
Как сообщает NewsRu Canada, исследователи Western University в Лондоне (Онтарио) обнаружили кремний внутри ядра ядерного топлива TRISO ещё до того, как частицы когда-либо побывали в реакторе. Ранее кремний находили только в отработанном топливе и объясняли его появление миграцией из защитного слоя карбида кремния во время эксплуатации. Новая работа, опубликованная в Journal of Nuclear Materials, даёт исследователям новую точку отсчёта и ставит вопрос о том, как именно кремний попадает в топливное ядро.
Профессор химии Саманта Гейтман, возглавляющая кафедру NWMO по радиационно-индуцированной химии в Western, и постдокторанты Соруш Хакимян и Шамим Пуррахими изучали частицы TRISO в рамках более крупного проекта по характеристике их химического состава для будущего безопасного захоронения. Каждая частица TRISO — это ядро из оксикарбида урана размером 300–400 микрометров, примерно с маковое зёрнышко, окружённое четырьмя защитными слоями из углерода и карбида кремния. В один реактор могут загружаться сотни тысяч, а потенциально и миллионы таких частиц.
«Мы были как детективы из сериала CSI, — говорит Гейтман. — Сначала мы увидели кремний и подумали: интересно, немного странно, что он здесь, но идём дальше. А потом начали спрашивать, откуда он взялся, — и вот тогда расследование началось по-настоящему».
Команда вернулась к технологии производства. Ядра TRISO изготавливают золь-гель методом: урансодержащий материал формуют в крошечные сферы в горячей ванне из силиконового масла, после чего следует термическая обработка и нанесение покрытий. У учёных была редкая возможность изучить частицы на разных стадиях — и «голые» ядра, и полностью покрытые. Кремний присутствовал на обеих. «Кремний — не следствие последующего нанесения покрытий, — отмечает Гейтман. — Он уже есть, когда вы делаете ядро».
Технология TRISO известна с 1950-х годов и считается одной из самых надёжных конструкций ядерного топлива, но лишь сейчас появились инструменты, позволяющие видеть состав материала на столь тонком уровне. На международном семинаре по топливу TRISO этим летом авторы более ранних работ сообщили, что в своих необлучённых образцах кремния не находили, и по-прежнему считают, что он может мигрировать из карбид-кремниевого слоя. Гейтман эту возможность не оспаривает: «Если мы хотим знать, сколько кремния перемещается во время работы реактора, нужно знать, сколько его было изначально».
Нужно ли менять технологию изготовления TRISO — отдельный вопрос. Прежние исследования показывали, что обогащённые кремнием области в облучённом топливе могут влиять на накопление газов и давление внутри частицы. «Мы пока не знаем, как эти фазы влияют на характеристики топлива, но есть интересные варианты, — говорит Гейтман. — Первый шаг — признать, что они есть, и учитывать их при изучении поведения топлива».
Источник: Western University
Источник: NewsRu Canada