„V současnosti se na základě provedených testů ukazuje, že PCD může sloužit nejen jako pasivní prvek pro zvýšení jaderné bezpečnosti, ale může také prodloužit životnost jaderného pláště a paliva o desítky procent.Z toho všeho by mohly plynout opravdu značné ekonomické a ekologické přínosy“ shrnuje význam vědeckého výsledku pro praxi vedoucí výzkumného týmu Fyzikálního ústavu AV ČR doc. Irena Kratochvílová.
„Zirkoniové palivové prvky pokryté antikorozními ochrannými polykrystalickými diamantovými vrstvami byly v roce 2017 na základě výsledků řady testů vybrány firmou Westinghouse jako možní kandidáti na palivo odolné proti nehodám (Accident Tolerant Fuel) v komerčně provozovaných reaktorech po roce 2020. Od února 2017 je PCD testován v aktivním prostředí výzkumného jaderného reaktoru v norském Haldenu. Pokud všemi testy projde, bude pokrytí PCD vrstvami používáno jako ochrana proti korozi Zr slitin v jaderných reaktorech po roce 2020“, dodává vedoucí týmu doc. Kratochvílová k budoucnosti využití nové metody.
PCD se skládá se ze dvou odlišných fází uhlíku, a to tvrdé diamantové a měkké grafitické, jsou tedy pružné a zároveň pevné, díky čemuž vydrží teplotní zátěž v průběhu pracovního cyklu reaktoru. Kompozitní polykrystalické diamantové vrstvy byly připraveny v laboratořích Fyzikálního ústavu AV ČR metodou depozice z plynné fáze. Vrstvy byly testovány po simulaci havarijních i standardních podmínek jaderného reaktoru na zařízeních FS ČVUT, VŠCHT Praha, FZÚ AV ČR, UP Olomouc, Karlsruhe Institute of Technology a Westinghouse Electric. Kromě toho, že PCD vrstvy mohou sloužit jako pasivní prvek pro zvýšení jaderné bezpečnosti, prodlouží také životnost jaderného pláště a následně i dobu bezpečného použití jaderného paliva. Dlouhodobé testy v laboratoři Westinghouse Electric ukázaly, že pokrytí PCD vrstvami sníží oxidaci oproti standardům zhruba o 40%. A právě výrazným snížením koroze obalu lze prodloužit dobu použití jaderného paliva, které se v současnosti odstraňuje z reaktoru především z důvodu vysoké koroze (Zr slitiny) a nikoli z důvodu dostatečného vyhoření. Na rozdíl od obvyklých způsobu antikorozní ochrany, brání tato nová metoda korozi mnohem komplexnějším způsobem.
Výsledky byly publikovány v Scientific Reports/Nature Publishong Groups Scientific Reports 7, Article number: 6469 (2017) „Nanocrystalline diamond protects Zr cladding surface against oxygen and hydrogen uptake: Nuclear fuel durability enhancement“ https://www.nature.com/articles/s41598-017-06923-4.
Psali jsme:
Přidejte si PL do svých oblíbených zdrojů na Google Zprávy. Děkujeme.
autor: Tisková zpráva
