Конструкционные материалы ядерной энергетики – вызов 21 века

Abstract

Рассмотрены механизмы радиационного повреждения конструкционных материалов ядерной энергетики и проблемы разработки радиационно-стойких материалов для эксплуатируемых и перспективных ядерных реакторов новых поколений. Анализ состояния и перспектива решения проблемы показывают, что, несмотря на значительные усилия исследователей во всех странах мира, экономически необходимые уровни эксплуатации существующих ядерных реакторов до сих пор не достигнуты. Это в значительной степени определяется недостаточной радиационной стойкостью основных конструкционных материалов существующих ядерных установок – нержавеющих сталей различных классов и циркониевых сплавов. Ключевой проблемой в материаловедческом обеспечении современной ядерной энергетики и энергетики будущего является изучение микроструктурной эволюции и ее влияния на деградацию исходных физико-механических характеристик.

Розглянуті механізми радіаційного пошкодження конструкційних матеріалів ядерної енергетики та проблеми розробки радіаційно-стійких матеріалів для нових поколінь перспективних ядерних реакторів та реакторів, що експлуатуються. Аналіз стану та перспектив розв’язання проблеми показує, що незважаючи на значні зусилля дослідників в усіх країнах світу, економічно необхідні рівні експлуатації існуючих ядерних реакторів досі не досягнуті. В значній мірі це визначається недостатньою радіаційною стійкістю основних конструкційних матеріалів існуючих ядерних установок - нержавіючих сталей різних класів та цирконієвих сплавів. Ключовою проблемою у матеріалознавчому забезпеченні сучасної ядерної енергетики та енергетики майбутнього є вивчення мікроструктурної еволюції та її впливу на деградацію початкових фізико-механічних характеристик.

Mechanisms of radiation damage of structural materials for nuclear power and problems of radiation-resistant materials development for operating and prospective reactors of new generations are examined. Analysis of state and of prospective of this problem solution shows that despite the considerable efforts of scientists round the world economically necessary levels of operation of existing nuclear reactors are not attained. This is defined to a considerable extent by insufficient radiation resistance of the main structural materials of operating nuclear plants – of different classes stainless steels and of zirconium alloys. The key problem for material science security of modern nuclear power and of future power engineering is the study of micro structure evolution and of its influence on degradation of initial physical-mechanical characteristics of materials.