В продолжение новости о том, почему атомной энергетике срочно нужны малоактивируемые конструкционные материалы, предлагаем Вашему вниманию очередные аргументы главного научного сотрудника ВНИИНМ, профессора НИЯУ «МИФИ» Вячеслава Чернова.

Преимущества ванадия

Для быстрых реакторов во ВНИИНМ также разрабатываются высокотехнологические малоактивируемые сплавы ванадия. Они значительно лучше имеющихся штатных ферритно-мартенситных сталей и по функциональным свойствам (жаропрочности, коррозионной стойкости и др.). Во ВНИИНМ создан сплав ванадия ВМ-ДПЧ-9 (V-4Ti-4Cr), разработаны требования и технические условия на полуфабрикаты из него: слитки, трубные заготовки, трубы, пластины и т.д. Технологии защищены патентами. Создано уникальное, единственное в России опытное производство слитков сплава ванадия V-4Ti-4Cr и получены слитки весом до 110 кг. Но для быстрых реакторов нового поколения, топливные кампании которых рассчитаны на пять-шесть лет, нужны сплавы ванадия нового поколения. НИОКР уже начались, они ведутся в рамках комплексной программы РТТН. Опытное производство слитков из ванадиевых сплавов в институте есть, но его надо модернизировать. Необходимы новые металлургические печи, чтобы получать более крупные слитки, хотя бы 150–200 кг, нужно металлообрабатывающее оборудование для их переработки в полуфабрикаты и изделия. Есть проблемы с высокодозными реакторными испытаниями сплавов ванадия из-за ограниченности экспериментальных объемов на реакторах БН-600 и БН-800. Сейчас все занято сталями. Есть надежда, что испытания можно будет провести на реакторе МБИР, который сейчас строят на площадке НИИАР.

Пожиратели нейтронов

Сплавы ванадия весьма перспективны и для термоядерной энергетики. Изначально планировалось для первой стенки международного термоядерного реактора ИТЭР использовать именно малоактивируемый сплав V-4Ti-4Cr. Сплав разрабатывался одновременно в США, Японии и России. В России результатом работ стал сплав ВМ-ДПЧ-9. Но для ИТЭР нужны тысячи тонн металла. На тот момент никто не мог выплавить столько ванадиевого сплава. В проекте решили использовать высокоактивируемую аустенитную нержавеющую сталь. Для перспективных термоядерных реакторов никакие материалы, кроме малоактивируемых, даже не обсуждаются. Сейчас в России нет и не планируется проектов чисто термоядерных реакторов. Разрабатываются только гибридные установки (объединение реакторов деления и синтеза). В них использование МАКМ пока также не предусмотрено. Но, по моему мнению, НИОКР по малоактивируемым КМ для термоядерных демонстрационных реакторов и гибридных реакторов должны быть. За рубежом — в Японии, США, Корее — идут разработки малоактивируемых сплавов циркония для тепловых реакторов. У нас в стране в этой области пока ничего не делается. Для разработки и создания МАКМ во ВНИИНМ все есть: технологические и материаловедческие наработки, опытное производство. Любой КМ во ВНИИНМ может быть доведен до ума за 10–15 лет.