Новый сплав на основе свинца и натрия под названием «Свинатр» был создан исследователями из Института промышленных ядерных технологий (ИПЯТ) НИЯУ МИФИ, как сообщает scientificrussia.ru. Этот инновационный материал предназначен для применения в ядерном топливе в атомных энергетических установках четвертого поколения, в частности, в реакторах на быстрых нейтронах с теплоносителем на основе свинца. «Свинатр» используется для производства жидкометаллического подслоя (ЖМП), заполняющего пространство между радиоактивными компонентами — смесью урана и плутония — и внешней оболочкой, формирующей тепловыделяющий элемент (твэл). Благодаря своим высоким показателям теплопроводности, ЖМП обеспечивает значительное увеличение степени выгорания ядерного топлива, повышая тем самым эффективность использования каждого грамма урана для генерации энергии.
По словам Марии Тарасовой, ведущего специалиста института, разработанные в НИЯУ МИФИ твэлы с данным материалом в настоящее время проходят тестовые испытания в составе экспериментальных узлов в реакторе БОР-60, расположенном в АО «ГНЦ НИИАР». Новые материалы подслоя, предложенные учеными НИЯУ МИФИ впервые открывают возможность рассматривать подобные твэлы как экономически выгодную альтернативу «традиционным» элементам для реакторов на быстрых нейтронах, в которых обычно используется заполнение теплопроводящими инертными газами.
Кроме того, специалистами ИПЯТ были разработаны и изготовлены вкладыши из металлического натрия, предназначенные для создания жидкометаллического подслоя в инновационном твэле ОС-5, о разработке которого ранее, 16 сентября, проинформировала Госкорпорация «Росатом».
Результаты экспериментальных исследований и расчетов, проведенных учеными ИПЯТ, демонстрируют, что применение жидкометаллического подслоя способствует улучшению характеристик твэлов, работающих на нитридном топливе, для реакторов IV поколения на быстрых нейтронах. Ожидается снижение температуры топлива при сохранении параметров теплоносителя, а также уменьшение деформации и давления уран-плутониевой таблетки на оболочку твэла, что снижает риск разгерметизации. Это позволит повысить не только экономическую эффективность, но и эксплуатационную надежность ядерного топлива.