1. Результаты, которые могут быть получены к 2020–2030 гг.

Исследования должны обеспечить к 2020–2030 гг.:

• появление новых радиационно-стойких сталей и коррозионно-стойкой наплавки для корпусов атомных реакторов со сроком службы до 60 и более лет;

• появление новых материалов для ВКУ с повышенной жаропрочностью и радиационной стойкостью;

• обеспечение ядерных реакторов с повышенным ресурсом топливными композициями с высоким выгоранием;

• освоение промышленного производства комплекса предлагаемых конструкционных материалов и технологий.

2. Фундаментальные поисковые исследования, необходимые для достижения перечисленных результатов

Фундаментальные поисковые исследования в области разработки физико-механических моделей локального разрушения и механизмов радиационного охрупчивания в зависимости от особенностей легирования, структурного состояния и эксплуатационных факторов (флюенса и флакса быстрых нейтронов, температуры и времени изотермической выдержки). Исследование механизмов распухания, радиационного повреждения и изменения физико-механических свойств предлагаемых материалов применительно к условиям облучения ВКУ. Исследования основных механизмов радиационного повреждения, твердого и газового распухания топлива, поведения и выхода газообразных продуктов деления, природы изменения теплопроводности и т. п. топлива в возможном диапазоне условий облучения.

3. Проблемно-ориентированные исследования, необходимые для дос­тижения перечисленных результатов

Проблемно-ориентированные исследования новых радиационно-стойких материалов микро- и макроструктуры, фазового состава, радиационно-индуцированных выделений, образования зернограничных сегрегаций примесных элементов, а также деградации механических свойств под воздействием длительных температурных выдержек и облучения при эксплуатации корпуса реактора до 60 и более лет. Изучение механизмов и закономерности повреждаемости материалов корпуса реактора при длительном эксплуатационном воздействии. Построение расчетных зависимостей для прогнозирования срока службы изделия.

Исследования, направленные на создание посредством микролегирования и прецизионных способов термической обработки материалов с обратной связью путем формирования наноструктуры, адекватной уровню воздействия, за счет образования фрагментов упорядоченных наночастиц на стадии предвыделения.

Выявление основных механизмов, обуславливающих изменение характеристик топливных композиций при работе в различных режимах, построение физических и математических моделей процесса.

4. Прикладные исследования, необходимые для достижения перечис­ленных результатов

Получение характеристик сопротивления материалов деформации, распухания, фазовой стабильности и разрушения. Получение основной совокупности служебных свойств в представительных условиях облучения с целью обоснования возможностей эксплуатации материалов и изделий из них в реакторных установках.

Определение эксплуатационных характеристик топливных композиций (теплоемкости, теплопроводности, прочностных, коэффициента термического расширения, миграции продуктов деления, выхода газообразных продуктов деления, изменения структуры) в зависимости от уровня выгорания, удельного энерговыделения и режимов эксплуатации в нормальных и аварийных условиях.

Отработка технологии изготовления, производство промышленных партий и проведение аттестационных испытаний радиационно-стойких материалов для различных узлов корпуса реактора.