Ученые использовали высокоэнергетическую синхротронную рентгеновскую томографию для трехмерной реконструкции внутренних пористых сетей, чтобы понять, как происходит пористость, химический состав и взаимодействие топлива с оболочкой по всему радиусу топлива.
Читайте далее: Модифицированные кристаллы батарей сохраняют 96,7% емкости после 300 циклов, что снижает нагрузку.
Исследователи из Массачусетского технологического института (MIT) совместно с сотрудниками Национальной лаборатории Айдахо (INL) провели наиболее подробный трехмерный анализ уранового топлива и обнаружили внутри него скрытую сеть пор. Полученные результаты дают новое понимание того, как топливо работает внутри реактора, и помогут увеличить срок службы реакторов в будущем.
Ядерное деление — это широко изученный процесс, который мы регулярно используем для извлечения больших объемов энергии. Однако точные механизмы работы ядерного топлива остаются неизвестными. Это справедливо даже для металлического топлива, такого как уран, легированный 10 процентами циркония (U-10Zr), наиболее широко изученного металлического топлива в натриевых быстрых реакторах.
Поскольку U-10Zr набирает популярность в качестве потенциального топлива для следующего поколения передовых ядерных реакторов, исследователи решили изучить его более подробно и понять, какие именно изменения он претерпевает внутри реактора деления. Они объединили усилия с INL и Брукхейвенской национальной лабораторией (BNL), чтобы получить новые данные о том, как он взаимодействует с оболочкой топливного элемента.
Ядерное топливо и оболочка
Внутри быстродействующих реакторов с натриевым охлаждением ядерное топливо помещается в виде стержней и герметизируется внутри трубок, называемых оболочкой. Внутри каждого стержня тепло отходит от центра и достигает оболочки, где оно собирается жидким натрием и передается для выработки энергии.
В процессе работы реактора контакт между оболочкой топлива и самим топливом приводит к химическим реакциям, в результате которых образуются определенные газы или редкоземельные элементы, называемые лантанидами, что вызывает хрупкость оболочки и повреждение топливной системы.
Больше новостей из мира энергетики
Посмотреть все 
EnergyUS продвигает внедрение ядерного топлива нового поколения в реакторы в рамках 30-месячного соглашения TRISO-X.
Sourse: interestingengineering.com
