- •1. Общие требования к материалам и конструкциям ядерных реакторов.
- •2. Классификация радиационных повреждений. Основные свойства точечных дефектов. Коллективные дефекты. Основные радиационные эффекты. Радиационная стойкость и радиационный ресурс.
- •3. Определение и основные требования к ядерному топливу. Виды ядерного топлива и топливные циклы.
- •4. Энерговыработка и глубина выгорания. Продукты деления и изменение нуклидного состава топлива.
- •5. Структура и свойства металлического урана.
- •6. Влияние облучения на свойства урана.
- •7. Виды сплавов урана, их свойства и совместимость.
- •9. Керамическое топливо. Классификация керамического топлива. Оксид урана и его свойства.
- •10. Технология изготовления порошка uo2. Производство изделий из компактной двуокиси урана и требования к ним. Терморадиационная стойкость и совместимость.
- •11. Оксиды плутония и тория, смешанные оксиды, их свойства, достоинства и
- •12. Карбидное топливо и его свойства.
- •13. Дисперсионное топливо. Виды. Свойства. Особенности.
- •14. Требования предъявляемые к теплоносителям. Основные виды. Рабочие параметры теплоносителей. Затраты на прокачку.
- •15. Требования к водному теплоносителю. Теплофизические свойства воды и водяного пара.
- •16. Замедляющие свойства тяжелой и легкой воды.
- •17. Паровой коэффициент реактивности.
- •18. Радиолиз воды и меры его подавления. Коррозия в воде. Понятие двойного электрического слоя.
- •19. Анодные и катодные реакции. Активация воды.
- •20. Газовые теплоносители. Механизмы коррозии в газах. Меры защиты от коррозии.
- •22. Жидкометаллические теплоносители. Механизмы коррозии в жидких металлах. Особенности применения и способы очистки.
- •23. Свойства жидкометаллических теплоносителей (Na, Ka, Li, Pb, Hg, Sb, Bi, Ga).
- •24. Органические теплоносители. Виды органических теплоносителей, их свойства и терморадиационная стойкость.
- •26. Свойства графита и его радиационная стойкость. Особенности реакторов с графитовым замедлителем. Энергия Вигнера.
- •27. Характеристики бериллия, проблемы и перспективы его использования в ядерной энергетике.
- •28. Конструкционные материалы активной зоны реактора. Сплавы магния, алюминия и циркония.
- •29. Аустенитные и нержавеющие стали. Жаропрочные и тугоплавкие сплавы. Их
- •30. Поглощающие материалы и их свойства. Формы использования поглотителей.
5. Структура и свойства металлического урана.
Все изотопы урана α-активные. Плотность = 19,1 г/см3. Теплопроводность 26 Вт/м*К. tпл=1130 С. Природный изотопный состав U-238 (99.28%), U-235(0.712%), U-234(0.006%). Делящиеся изотопы U-235, U-233 (получ. искусс. из Th-232).
Метал. уран имеет 3 аллотропич. модификации: α (орторомб. структура до 663 С),β (тетрогон. структура 663-775 С),γ (КОЦ свыше 775 С). Мех. св-ва почти целиком опред-ся способом изготовления и существенно зависят от t. Чистейший монокристалл α-урана имеет очень высокую пластичность. Технический же уран не слишком пластичен, тверд и хрупок. +: 1) максимал. содержание делящегося материала(урана). 2) высокая теплопроводность. -: 1)плохие мех. и корроз. св-ва, кот. ухудшаются при облучении из-за: твердого распухания, циклич. термообработки, рад. роста, рад. ползучести, газ. распухания.
6. Влияние облучения на свойства урана.
При облучении в АЗ образец метал. урана быстро теряет свои невысокие корроз. и мех (прочность) св-ва, изменяются его форма, размеры и даже целостность. Причиной этому целый ряд эффектов: 1)твердое распухание (из 1 атома –> 2 атома), 2) циклич. термообработка, 3) Газовое распухание – увелич. V тела в следствие изм-ния плотности. 4) Рад. ползучесть – изменение формы без изменения V (снижается предел прочности и увеличивается предел текучести). 5) Рад. рост – изменение размеров без изм-ния Vза счет одностороннего роста крис. плоскостей.
7. Виды сплавов урана, их свойства и совместимость.
Повышение устойчивости ядерного горючего в твэлах с металлическим сердечником может быть достигнуто применением сплавов урана.
Требования. Сплавы урана должны иметь минимальное сечение захвата нейтронов. Сплавы должны сохранять размеры и форму при работе в реакторе и обладать высокими прочностью и пластичностью. Сплав должен быть совместим с оболочкой твэла. Виды. Сплавы урана можно разделить на две группы: 1) сплавы со структурой α-фазы, в которых небольшое количество легирующих элементов способствует получению мелкозернистого металла без текстуры, и 2) сплавы со структурой γ-фазы, в которых легирующие элементы вводятся в количестве, достаточном для частичной или полной стабилизации кубической γ-фазы. Сплавы первой группы на основе природного или слабообогащенного урана применяют главным образом в реакторах на тепловых нейтронах. Примером таких сплавов могут служить сплавы урана с 0,4% Al, 0,5-2,0% Мо, 2,0% Zr, 0,1% Cr. Сплавы второй группы более универсальны, но из-за высокого содержания легирующих элементов требуют значительного обогащения. # сплавов этого типа могут служить сплавы систем U-Mo, U-Zr, U-Nb, а также U3Si, UAl4 и др. Совместимость. Уран и его сплавы совместимы с Mg, Zr, сталью типа 1Х18Н10Т до t 773К, с Al совместим до 484К.
8. Анализ эксплуатации металлического топлива, проблемы и перспективы его
использования в ядерной энергетике.
9. Керамическое топливо. Классификация керамического топлива. Оксид урана и его свойства.
Керамич. ЯТ – наз. соединения урана, тория и плутония с неметаллами (О2, N2, C и др.), имеющие высокую температуру плавления, значит. пл-ть горючего метариала и стойкость в условиях облучения. Керам. ЯТ подразделяется на 3 группы: 1) оксидная керамика (#UO2, ThO2), 2)неоксидная керамика (#UC, ThC, ThS, PuC, PuN), 3)дисперсионные материалы (U3O8 с Al). UO2 tпл=2880 С. ГЦК-решетка. Плотность=10,9г/см3. σа=2,56барн -: 1) низкая теплопроводность (высокие градиенты температур, перепады, что может быть причиной растрескивания и расплавления UO2. Во избежание необходимо делать изделия наименьшей толщины. Может происходить плавление центра таблетки, чтобы это избежать в центре делают отверстие. В процессе эксплуатации в таблетках возникают радиальные трещины, при облучении уменьшается теплопроводность.