Все достижения научно-технического прогресса в первую очередь связаны с разработкой новых материалов с заданными параметрами и характеристиками. Реализация самых изощренных конструкций, уникальных сверхидей невозможна без наличия соответствующих материалов. Достижения материаловедов во все времена находились на передовой научной мысли.

Основной задачей материаловедения является создание материалов нового поколения с комплексом свойств, отвечающих возрастающим требованиям по физико-химическим, механическим, эксплуатационным характеристикам. 

В феврале 2021 г. Правительство РФ утвердило паспорт комплексной программы «Развитие техники, технологий и научных исследований в области использования атомной энергии в РФ на период до 2024 г.» (РТТН). В августе эта программа была продлена до 2030 г. В РТТН вошли пять федеральных проектов: «Двухкомпонентная ядерная энергетика», «Экспериментально-стендовая база», «Термоядерные и плазменные технологии», «Новые материалы и технологии» и «Референтные энергоблоки атомных электростанций». 

Обновление технической базы атомной отрасли напрямую связано с внедрением перспективных материалов и новых технологий. Цель направления «Новые материалы и технологии» - обеспечить новыми материалами действующие и перспективные ядерные установки, для чего предстоит решить ряд задач:

- разработка материалов толерантного топлива для действующих реакторов типа ВВЭР;

- создание материалов для активных зон перспективных реакторов ВВЭР-С и ВВЭР-СКД;

- обоснование ресурса материалов, выбранных для создания референтных блоков АЭС малой мощности и разработка новых материалов, в частности аустенитных сталей, для удешевления малых АЭС;

- разработка материалов для исследовательского жидкосолевого реактора (ЖСР);

- разработка мелкокристаллического графита нового поколения для перспективных высокотемпературных газовых реакторов и отдельных деталей ЖСР;

- разработка методов 3D-печати тугоплавкими материалами и создание 4D-материалов для атомной энергетики.

Недостаточная радиационная стойкость конструкционных материалов ядерных установок – нержавеющих сталей и циркониевых сплавов - регламентирует уровень эксплуатации ядерных реакторов. Достижение высоких выгораний топлива ограничивается радиационной стойкостью материалов оболочек и чехлов тепловыделяющих сборок ТВС, а срок эксплуатации реакторов на тепловых нейтронах ограничивается ресурсом материалов корпусов и внутрикорпусных устройств. Облучение конструкционных материалов при температурах эксплуатации реакторов приводит к изменениям микроструктуры, механических свойств и внешних размеров [1]. Нейтронное облучение приводит к изменениям характеристик материалов: радиационному охрупчиванию; радиационной ползучести; радиационному распуханию; появлению наведенной активности. 

При разработке новых материалов главной задачей является достижение минимального или допустимого изменения этих характеристик с целью обеспечения требуемой надежности и долговечности элементов конструкции. 

Основными материалами для изготовления корпусов водо-водяных реакторов являются стали ферритоперлитного и ферритомартенситного классов. Нержавеющие стали и сплавы на основе никеля и хрома используются в качестве оболочек поглощающих элементов, пружинных элементов твэлов и ТВС и в отдельных случаях для дистанционирующих решеток ТВС. Для быстрых реакторов, работающих при более высоких температурах и энергонапряженности, используются жаропрочные холоднодеформированные аустенитные стали, хромистые ферритомартенситные стали, никелевые сплавы. Для первой стенки термоядерного реактора с гелиевым охлаждением основным материалом являются малоактивируемые хромистые стали, при охлаждении литием – сплавы ванадия, легированные титаном и хромом.

Разработки НПО «ЦНИИТМАШ»

Требования к спецсталям в атомной энергетике намного серьезнее, чем в других отраслях. Для реакторов ВВЭР‑1000 с большей мощностью и более высокими характеристиками прочности по сравнению с ВВЭР‑440 ранее применявшаяся специальная сталь 15Х2МФ (48ТС‑3–40) оказалась непригодной. Пришлось разрабатывать класс специальных сталей типа 15Х2НМФА. Они используются для производства корпусов реакторов АЭС-2006 и ВВЭР-ТОИ (фактический радиационный ресурс реакторной установки обеспечивается в течение 100 лет). Современная 15Х2НМФА отличается более низкими уровнями примесных элементов (фосфора, серы, меди), новыми технологиями выплавки, разливки, внепечной и термической обработки. Сталь композиции Cr-Mo-V марок 15Х2МФА и 15Х2МФА-А обладает наиболее высоким сопротивлением радиационному и тепловому охрупчиванию среди отечественных и зарубежных сталей такого же назначения, что определяет высокий запас эксплуатационной стабильности. 

Однако применение ее для толстостенных корпусных элементов реакторов большой мощности типа ВВЭР-1000 ограничено недостаточным уровнем прокаливаемости и прочности (Rp0.2 при 350 °С i 396 МПа). В связи с этим для реакторов ВВЭР-1000 была разработана сталь композиции Cr-Ni-Mo-V марок 15Х2НМФА (15Х2НМФА-А) с более высокой прокаливаемостью в толщинах до 650 мм и более высокими по сравнению со сталью 15Х2МФА (15Х2МФА-А) прочностными свойствами (при 350°С Rp0.2 > 441 МПа, Rm > 539 МПа) и высоким уровнем вязкости разрушения. Однако сталь марки 15Х2НМФА-А из-за большого содержания никеля (1,5%) уступает стали марки 15Х2МФА-А по радиационной стойкости и по чувствительности к тепловому охрупчиванию, хотя и не уступает по этим характеристикам зарубежным корпусным сталям композиций Mn-Ni-Mo (А-533, А-508 кл.З). Исследованиями было установлено отрицательное влияние никеля на радиационную стойкость. Поэтому для корпусов ВВЭР-1000, изготавливаемых начиная с 2000 года, максимальное содержание никеля в стали марки 15Х2НМФА-А, применяемой для обечаек активной зоны, подвергаемых интенсивному облучению, было снижено с 1,5% до 1,3%.

Новые составы для проекта ВВЭР, охлаждаемого водой сверхкритического давления (СКД), должны обеспечить равную прочность основного металла и сварного шва на корпусе реактора. Для проекта ВВЭР со спектральным регулированием (С) в «ЦНИИТМАШе» усовершенствовали сталь марки 15Х2НМФА. По результатам дореакторных испытаний эти материалы существенно превосходят не только применяемые сейчас корпусные стали, но и перспективные. Для материалов ВВЭР-СКД достигнута категория прочности 65+ при температуре 400 °C, для ВВЭР-С — ​55 при 350 °C. Разрабатываемые материалы позволят обеспечить перспективные проекты реакторов будущих поколений высоконадежными и высокоресурсными корпусами. 

В 2019 г. «ЦНИИТМАШ» запатентовал уникальную коррозионно-стойкую аустенитно-ферритную сталь 03Х23Н6М4Д3АБ-Ш с повышенными механическими свойствами и выносливостью в агрессивных средах, которая применяется в изготовлении элементов оборудования для опреснительных установок и трубопроводов морской воды, резервуаров для хранения, сосудов под давлением, теплообменников, оборудования подводного добычного комплекса. В том же году был запатентован радиационно стойкий чугун с шаровидным графитом, который применяется в литье контейнеров для хранения и транспортировки облученного ядерного топлива. 

Здесь же была разработана особо хладостойкая сталь типа 0Н6 (до 50 мм толщины в листовом прокате), применяемая в криогенных аппаратах, эксплуатируемых при –167 °C. 

В другой головной организации ГК «Росатом» по проблемам материаловедения - ВНИИНМ им. ак. А.А.Бочвара была разработана малоактивируемая жаропрочная радиационностойкая сталь ЭК-181 для деталей активных зон атомных реакторов на быстрых нейтронах и оборудования термоядерных реакторов. Техническим результатом изобретения стал более низкий уровень наведенной радиоактивности и более быстрый ее спад после нейтронной экспозиции при сохранении высокого уровня сопротивления охрупчиванию в интервале температур 270-400^oС в условиях нейтронного облучения и высокого уровня жаропрочности вплоть до 650^oС. 

Эта сталь по своим функциональным свойствам не уступает традиционным ферритно-мартенситным сталям с содержанием хрома около 12% и существенно превосходит зарубежные малоактивируемые ферритно-мартенситные стали (с содержанием хрома 8-9%). 

По сопротивлению радиационным эффектам аустенитные стали имеют преимущество при низких температурах, а ферритомартенситные – при высоких температурах облучения. Ферритомартенситные стали являются приоритетными материалами для оболочек и чехлов быстрых реакторов и первой стенки термоядерных реакторов. Аустенитные нержавеющие стали (АНС) широко используются в конструкциях активных зон ядерных реакторов. 

Инновационная реакторная установка ВВЭР-СКД имеет ряд более жесткий быстро-­резонансный спектр нейтронов, позволяющий оптимизировать расход природного урана. При этом предполагается отказ от использования циркониевых сплавов в пользу радиационно- и термически стойких сталей. Целый комплекс проблем связан с будущими конструкционными материалами активной зоны ВВЭР-СКД. Эти проблемы в первую очередь касаются корпуса, топлива и оболочек твэлов. Конструкционные материалы корпуса (стали 12Х18Н12Т, О8Х18Н12Т) были испытаны в потоке быстрых нейтронов при разработке и эксплуатации реакторов БР-10, БОР-60, БН-600, 800. Материалы оболочек твэлов ВВЭР СКД-30 предстоит выбрать на основании опыта эксплуатации оболочек твэлов БН-60, 350, 600. Вероятно, это будут хромоникелевые сплавы (17Cr, 13Ni, 2Mo).

Материалы для ЖСР

Тепловая мощность исследовательского жидкосолевого реактора 10 МВт. Основным конструкционным материалом для наиболее нагруженных элементов установки: корпуса, трубопровода, теплотехнического оборудования является сплав ХН80МТЮ, на 80 % состоящий из никеля. Его разработали специалисты Курчатовского института и «ЦНИИчермета». Выбран тип соли ​на основе фторидов лития и бериллия (FLiBe) «Флайб». Топливом реактора будут тетрафториды плутония и минорных актинидов, растворенные в FLiBe. 

Ученые исследовали коррозионные свойства взаимодействия топливной соли с этим материалом. Возможно, что по результатам НИОКР будут рассмотрены другие материалы и другие соли. Например, соль на основе фторидов лития, натрия и калия FliNaK «Флинак».  У FLiNaK растворимость делящихся материалов в ней выше. Но пока нет готового конструкционного материала, коррозионно-­устойчивого к расплаву фторидов лития, натрия и калия. FLiBe менее активна в отношении уже имеющихся материалов. Но FLiNaK остается как запасной вариант. Для него рассматриваются конструкционные кандидатные материалы: металлические НМ20В3-ВИ и ХН67М28-ВИ, и углеродные керамические: С-С КМ, а также спеченный карбид кремния SiC-C.

Материалы для аддитивных технологий

Дорожная карта «Технологии новых материалов и веществ» включает четыре продуктовых направления: аддитивные технологии, полимерные композиционные материалы, редкие и редкоземельные металлы, а также новые конструкционные и функциональные материалы и вещества. 

В ГК «Росатом» с помощью аддитивных технологий создают опытные образцы элементов атомных реакторов, таких как внутрикорпусные устройства и антидебризные фильтры. Производятся изделия из металлических сплавов, высокотемпературной керамики, полимерных композиционных материалов. В атомной энергетике в основном используются технологии печати металлическими порошками, как основным конструкционным и функциональным материалом. Разработкой технологий производства металлических порошков для 3D-печати в «Росатоме» занимаются «Гиредмет», ВНИИХТ, ВНИИНМ.

Кроме металлов в аддитивных технологиях используют также композиты и керамику.

В процессах селективного лазерного спекания применяют:

- однокомпонентные материалы – поликарбонат, нейлон, Fe, Ti и Cu;

- многокомпонентные и интерметаллидные системы (Ni, Al, Ti, W их карбиды и интерметаллиды, сплав INCOTEL 625, Ti – 6Al – V, Mo – Cu, Cu –Ni, Cu – Sn, Cu – Sn – Ni, Fe – Cu, бронза – Cu3P, WC – Co, TiC – Ni/Co/Mo, TiCN – Ni, TiB2 – Ni, ZrB2 – Cu, Fe3C – Fe);

- низко- и высоколегированные стали;

- конструкционную керамику (ZrO2, Al2O3, Al2O3 – Al4B2O9, Al2O3 – SiO2 – B2O3, Si3N4 – Al2O3, Ti – Zn – Al/ Al2O3, Ti+ZrO2, ZrO2 – Al2O3 – Al, ZrO2 – Al – Y2O3) и сегнетоэлектрическую (Pb(ZrxTi1-x)O3, Bi4Ti3O12, Li0,5Fe2,5-xCrxO4, BaFe12xCrxO19) ;

- керамопласты (Al2O3+полиметилметакрилат) и пьезопласты (ЦТС+PVDF).

Номенклатура металлических композиций имеет широкий спектр материалов на основе Ni и Co (CoCrMO, Inconel, NiCrMo), на основе Fe (инструментальные стали: 18Ni300, H13; нержавеющая сталь: 316L), на основе Ti (Ti6-4, CpTigr1) и на основе Al (AlSi10Mg, AlSi12).

Для изготовления изделий путем подачи металла в зону расплавления в АТ применяют жаропрочные никелевые сплавы: Inconel 718 [125, 169,204, 252], Inconel 625 и Waspaloy. 

В современном аддитивном производстве используется около двадцати протестированных материалов: инструментальные, нержавеющие, жаропрочные сплавы, алюминиевые и титановые сплавы, кобальт-хром и титан. 

Для получения металлических порошков на НПО «Центротех» разработана установка центробежного плазменного распыления производительностью до 150 кг/ч порошков из жаростойких никелевых сплавов и до 70 кг/ч порошков из титановых сплавов с размером гранул от 20 до 2500 мкм. А также создается установка для производства порошков металлов и их сплавов методом газового распыления расплавов мощностью до 20 т/год с размером фракции от 10–50 мкм. 

Изготовлением металлических порошков в отрасли занимаются Завод электрохимических преобразователей (дочернее предприятие УЭХК), ВНИИНМ, ЧМЗ, «Гиредмет» и ВНИИХТ. «Росатом» тесно сотрудничает с ВИАМом (Всероссийским научно-исследовательским институтом авиационных материалов), добившимся серьезных успехов в области получения металлопорошковых композиций. 

В рамках комплексного проекта с УЭХК «ЦНИИТМАШ» разрабатывает двухпорошковые аддитивные машины, что потребовало подбора совместимых материалов. Например, такие материалы, как диоксид кремния, а также титан не очень совместимы со сталью. 

Первоначально для аддитивных технологий применялись стандартные порошковые материалы: высоколегированные стали, никелевые, жаропрочные сплавы, титановые сплавы. Наиболее ценными для АТ порошками являются порошки сплавов  реактивных и тугоплавких металлов. Получен ряд опытных изделий из порошков чистых тантала, вольфрама, карбида вольфрама и молибдена высокой сферичности. Исследуются металлопорошковые композиции на основе никеля и кобальта, алюминия и титана. 

Работа ведется не только с металлами, но и с композиционными материалами. 

Перспективным направлением развития аддитивного производства является разработка реакционных композитных порошков – прекурсоров [4]. В качестве исходного материала для их создания используется смесь сравнительно легкоплавких компонентов, которые в процессе селективного спекания или плавления вступают в реакцию, образуя более тугоплавкое соединение. В качестве исходного материала использовались порошки титана, алюминия и никеля. 

Для ​аддитивных технологий потребуется создание 3D-печати тугоплавкими материалами. Начинается разработка 4D-материалов для атомной энергетики, детали из которых при более высокой температуре будут иметь форму, отличную от комнатной.

 Композиционные материалы

Атомная промышленность потребляет порядка трети от всего производимого в России углеволокна. Одна из областей его применения – производство газовых центрифуг. Ранее их производили из сплавов алюминия. Именно производство газовых центрифуг 30 лет назад востребовало развитие отрасли углекомпозитов. Ультрацентрифуги для разделения изотопов урана с числом оборотов более 100 тысяч в минуту могли быть изготовлены только из углепластика. Ковровский Механический завод, занимавшийся производством газовых центрифуг для обогащения урана, стал первым предприятием, где были применены композиционные материалы. Крайне перспективно применение углепластиковой арматуры для укрепления контейнмента. 

Полимерные углекомпозиты обладают экстремально высокой прочностью, сопротивлением усталости, модулем упругости, химической и коррозионной стойкостью, в разы превышающими показатели стали. В 2015 г. в эксплуатацию был введен завод «АЛАБУГА-ВОЛОКНО». В настоящее время завод выпускает углеродные волокна различных номиналов, от 3К (3000 элементарных волокон в жгуте) до 50К с прочностью до 4,9 ГПа и модулем упругости до 260 ГПа. Мощность производственной линии составляет 1,7 тыс. т углеродных волокон определенных номиналов в год. 

В ноябре т.г. на территории особой экономической зоны "Алабуга" введен в эксплуатацию завод по производству стратегического сырья для углеродного волокна - ПАН-прекурсора. Мощность нового завода составляет 5 тыс. т полиакрилонитрильного волокна в год. Это второй завод компании UMATEX - композитного дивизиона госкорпорации "Росатом" в ОЭЗ "Алабуга".  ПАН-прекурсор - основное сырье для изготовления углеродного волокна. Он формирует качество продукции на технологических переделах и влияет на стоимостные характеристики. С введением завода в эксплуатацию будут достигнуты показатели, аналогичные иностранным. 

В атомной отрасли композиционные материалы используются для строительства АЭС, в т.ч. сосудов высокого давления и композитных трубопроводов, для создания ветроустановок - композитных лопастей с углеродным ребром жесткости и композитов в кожухах гондолы. Баллоны, изготовленные из углеродного волокна, отличаются высокой прочностью и выдерживают давление в сотни атмосфер, при этом они в 3-4 раза легче металлических аналогов. 

Для формирования рынка композиционных материалов в России создана Управляющая компания – АО «НПК «Химпроминжиниринг» (UMATEX Group), объединившая научно-исследовательский центр и предприятия по производству высокопрочных и высокомодульных углеродных волокон и тканей на их основе.

Полимерные композиты в авиации и судостроении

Полимерные композиционные материалы находят применение не только в атомной отрасли, но и в авиации и судостроении. Одной из последних новинок стала разработка российского самолета МС-21 компанией «Иркут». 14 июля 2021 г. на заводе ПАО «Корпорация «Иркут» (ПАО «ОАК» ГК Ростех) была завершена стыковка левой консоли крыла к фюзеляжу самолета МС-21-300. Ранее были установлены центроплан и правая консоль крыла. Консоли крыла и центроплан изготовлены из полимерных композитов, разработанных при участии МГУ и предприятий «Росатома». 

Высокие прочностные характеристики, коррозионная стойкость и гидрофобность обусловливают применение композитов и в судостроении. Они позволяют снизить вес конструкций, то есть уменьшить расход топлива и увеличить маневренность судов. 

По мнению специалистов Крыловского ГНЦ, промысловые суда уже сегодня можно строить из композитов. Военные корабли уже строятся в России. Большие перспективы видятся для подводного судостроения. В ближайшее время выйдет в первый рейс гражданский катамаран пр. 23290, корпус которого изготовлен из композитных материалов. 

Композиты в судостроении создают следующие преимущества:

- совмещение силовых свойств с функциями теплозащиты и радиопоглощения;

- немагнитность и снижение инфракрасного поля корабля;

- снижение веса надстроек по сравнению с аналогами Al сплава на 10-15%;

- увеличение внутреннего полезного объема надстроек на 5-7%;

- повышение вибродемпфирующих свойств; малошумность;

- устойчивость к воздействию динамических нагрузок; 

- снижение массы.

По мнению профессора В.Н.Половинкина, к 2025 г. период монометаллов в подводном кораблестроении закончится. Либо это будут биметаллы, либо металлополимерные конструкции, либо композиционные материалы. Из композитов уже сейчас в Германии делают ограждения выдвижных устройств, части корпуса лодки, баллер (ось) руля, винты. Достоинства композитов не только в том, что они легкие и немагнитные. Их можно получать с заранее заданными свойствами, закладывая определенные характеристики. Кроме того, композиты позволяют создать "сэндвич-материалы" разной плотности и акустического сопротивления — так, что колебательная энергия будет циркулировать внутри конструкции, не выходя за ее пределы. «Подлодки-невидимки» из особых материалов станут реальностью.

Минералоподобные материалы для ядерной энергетики

В Нижегородском университете им. Н.И. Лобачевского реализуется проект «Перспективные минералоподобные материалы для ядерной энергетики» под руководством проф. Орловой А. И. 

Участники проекта исследуют новый подход к изоляции опасных компонент ВАО путем их «включения» в состав кристаллической решетки неорганических минералоподобных керамик, обладающих высокой структурной и фазовой стабильностью в условиях сверхдлительного воздействия гидротермальных, температурных факторов, радиационного облучения. Это позволит ускорить решение задачи безопасного хранения высокоактивных отходов от регенерации ОЯТ атомных станций, атомных реакторов подводных лодок и НИЦ, отходов от производства и переработки оружейного плутония. 

Такие материалы могут быть использованы в качестве конструкционных для атомной и космической техники нового поколения, реакторные установки которых нуждаются в огнеупорных керамических материалах, сохраняющих функциональные характеристики в жестких условиях эксплуатации (температуры свыше 900ºС, потоки нейтронов и др.). Разрабатываемые керамики обладают низким регулируемым коэффициентом теплового расширения, высокотемпературной устойчивостью, сопротивлением ползучести при высоких температурах, хорошей теплопроводностью, способностью выдерживать мощные потоки нейтронов, низкой эрозией в потоке гелия, устойчивостью в аварийных ситуациях, связанных с проникновением воздуха и/или воды. Рассматривается задача создания материалов для инертных топливных матриц для дожигания плутония, трансмутации минорактинидов и накопления продуктов деления с целью последующего захоронения. 

Для реакторов нового поколения предлагается новое композиционное топливо - композиционные материалы керамика-керамика (Cer-Cer) и керамика-металл (Cer-Met) на основе минерала граната - мелкозернистые композиты на основе граната Y_2.5 Nd_0.5 Al₅O₁₂ с добавками высокотеплопроводящих металлов (никель, молибден, вольфрам) и карбида кремния, обладающих малым сечением захвата нейтронов. 

Также была разработана керамика, способная защитить космические аппараты от воздействия высоких температур и радиации. Данные керамики на 20% легче и прочнее традиционных материалов, которые используются при создании защиты для спутников и других космических аппаратов.

Достижения коллег-разработчиков новых материалов

Обнинское научно-производственное предприятие «Технология» им. А.Г. Ромашина (ГК «Ростех») разработало в интересах предприятий атомной промышленности новый композиционный керамический материал на основе диоксида циркония. Термостойкая керамика, способная выдерживает термоудар до 2000°С, предназначена для изделий, эксплуатирующихся в условиях высоких температур. Основа композиции - диоксид циркония, обладающий уникальным комплексом свойств (высокой прочностью и твердостью, термостойкостью и ионной проводимостью, биологической инертностью и химической устойчивостью в расплавах металлов), был синтезирован из нанокристаллических порошков с добавками оксидов магния и кальция. 

Также были получены новые композиционные материалы на основе радиационно-стойких алюминиевых сплавов и радиационно-поглощающих высокодисперсных порошковых и наноразмерных материалов. Для изготовления объемно модифицированных образцов алюминий-матричных композитов использовали алюминиевые сплавы АМг6 и высокопрочный сплав В95. В качестве нейтронозащитного материала использовали высокодисперсные порошки карбида бора и нитрида бора. Для поглощения гамма и рентгеновского излучения композиты наполняли нановольфрамом. 

Во ФГУП «ВИАМ», с которым «Росатом» взаимодействует многие годы, разработаны высо­котемпературные металлические композици­онные материалы (МКМ) на основе туоплавких матриц из желе­за, никеля, молибдена, ниобия и технологии упрочнения МКМ дисперсными частицами и керамическими волокнами. Армирование тугоплавких матриц керами­ческими волокнами позволило разработать комплекс композиционных материалов, от­личающихся на 20÷30% меньшей удельной массой, на 10÷20% большей рабочей темпера­турой, в 1,5÷2,0 раза более высокими механи­ческими характеристиками и большей устой­чивостью к тепловому старению по сравнению с материалом матрицы. 

Эти материалы предназначены для примене­ния в теплонагруженных элементах конструкции, работающих в условиях высоких механических напряжений. 

А.В. Дуб, научный руководитель ПННТР «Новые материалы и технологии», уверен, что реализация специального пункта федерального проекта — методические работы позволит создать методику ускоренных испытаний для обеспечения более быстрой разработки материалов для атомной энергетики. Обновление технической базы в такой чувствительной отрасли как атомная энергетика невозможно без разработки и внедрения новых материалов и новейших технологий. Новыми материалами предстоит обеспечить перспективные реакторы ВВЭР-С и ВВЭР-СКД.  Для ВВЭР-СКД потребуется еще и новое топливо. Для классического ВВЭР продолжатся разработки материалов толерантного топлива, в том числе композитных оболочек и оболочек на основе карбида кремния. 

Для перспективных высокотемпературных газовых реакторов и отдельных деталей ЖСР необходима разработка мелкокристаллического графита нового поколения. В качестве теплоносителя в высокотемпературных газоохлаждаемых реакторах выступает гелий, способный работать при более высоких температурах, чем в водоохлаждаемых реакторах. Эта технология позволит «Росатому» создавать мощные ядерные установки для космических полетов. 

Задач перед материаловедами атомной отрасли стоит множество. Накопленный опыт и новейшие подходы, в том числе многоуровневое моделирование матери­ала на нано-, микро-, мезо- и макроуровнях, обеспе­чат реализацию принципа неразрывности «материал - технология - конструкция».

В обзоре использована информация сайтов: atomicexpert.com; atominfo.ru /news; Медиацентра ННГУ им.Н.И.Лобачевского; обзор материалов для 3D-печати В.Наумова

Дополнительные источники

1. В.Н. Воеводин, Конструкционные материалы ядерной энергетики , Ж.Вопросы атомной науки и техники №2, 2007

2. А.В. Дуб, В.Д. Рисованый, Разработка  новых материалов и задачи реакторного материаловедения,  Научная сессия «Наука для атомной энергетики» 2019

3. Непапушев А.А.; Бардасова К.В.; Московских Д.О., НИЦ «Конструкционные керамические наноматериалы» НИТУ «МИСиС»

Подготовила Т.А.Девятова