Đó là cho phép kéo dài tuổi thọ lò phản ứng hạt nhân lên tới 45 năm và giúp tiết kiệm chi phí tháo dỡ các lò phản ứng cũ và xây dựng những lò phản ứng mới. Kết quả nghiên cứu được công bố trên tạp chí Journal of Nuclear Materials.
Vỏ lò phản ứng nước nhẹ áp lực (loại lò phản ứng phổ biến nhất trên thế giới) VVER-440 là một trong những thành phần quan trọng nhất của nhà máy điện hạt nhân. Độ tin cậy và sức chịu đựng của vỏ thép xác định độ an toàn của các nhà máy điện hạt nhân.
Trong quá trình vận hành, dưới cường độ bức xạ mạnh của các neutron nhanh, độ dẻo vỏ thép của lò phản ứng giảm mạnh vì xuất hiện những khuyết tật bức xạ kích thước nano và những giai đoạn phóng xạ.
Dưới ảnh hưởng của nhiệt độ cao trong thùng lò phản ứng (~ 300 ° C) và tia phóng xạ, các nguyên tố tạp chất tách rời ra bề mặt các hạt, điều đó làm giảm độ bền của bề mặt các hạt. Sự phân tách của các nguyên tố tạp chất có hại làm giảm sức kháng nứt của thép.
Điều này hạn chế thời gian sử dụng an toàn lò phản ứng, vì hiện tượng đó làm tăng nguy cơ gây giòn hóa vỏ bọc nếu trong trường hợp tai nạn phải đổ nước lạnh xuống lò phản ứng. Để kéo dài tuổi thọ của vỏ bọc lò phản ứng VVER-440, trong năm 1991 các nhà khoa học đã sử dụng phương pháp nhiệt luyện nhằm mục đích phục hồi hoạt động của thùng lò phản ứng, kết quả là đã kéo dài tuổi thọ của lò phản ứng đến 45 năm.
Theo các nhà khoa học, để kéo dài tuổi thọ của lò phản ứng lên đến 60 năm và để phương pháp này mang lại lợi ích kinh tế, cần phải lại một lần nữa sử dụng công nghệ nhiệt luyện, nhưng, trước đó nên kiểm tra tình trạng kết cấu và tính cơ học vỏ thép của lò phản ứng đã làm việc trong thời gian dài sau đợt nhiệt luyện đầu tiên.
"Viện Kurchatov " đã phát triển và đã nhận bằng sáng chế Công nghệ nhiệt luyện. Phương pháp này đòi hỏi điều kiện nhiệt độ nhất định, cũng như thời gian xử lý, tốc độ nhất định khi nóng lên đến nhiệt độ ủ ở các giai đoạn khác nhau và tốc độ làm mát.
Để sử dụng phương pháp này, trước hết nên cắt ra những bản mẫu (template) từ vỏ bọc VVER- 440, sau đó nên nghiên cứu kỹ lưỡng các mẫu đó rồi lại nhiệt luyện và kiểm tra lại.
"Chỉ sau khi thực hiện thủ tục này, nhà khoa học mới có thể đưa ra khuyến nghị về khả năng kéo dài tuổi thọ của lò phản ứng và xác định quá trình gia tăng độ giòn do bức xạ sau đợt nhiệt luyện sẽ phát triển với tốc độ nào", — giáo sư Evgenia Kuleshova từ Viện Vật lý hạt nhân và Công nghệ MEPhI, trưởng nhóm nghiên cứu tại Trung tâm Nghiên cứu "Viện Kurchatov" cho biết.
Theo các nhà nghiên cứu, phương pháp này cho phép kéo dài tuổi thọ lò phản ứng hạt nhân tới 60 năm và giúp tiết kiệm chi phí tháo dỡ các lò phản ứng cũ và xây dựng những lò phản ứng mới.
"Công nghệ nhiệt luyện theo phương pháp này làm hòa tan các khuyết tật do bức xạ và các nguyên tố tạp chất. Kết quả là, cấu trúc và tính chất của thép trở lại tình trạng ban đầu, có nghĩa là gia tăng thời gian sử dụng. Vì vậy, cần phải biết cấu trúc và thuộc tính cơ khí của thùng lò phản ứng thép ở các giai đoạn hoạt động khác nhau, kể cả sau khi trải qua đợt nhiệt luyện", — bà Evgenia Kuleshova nhấn mạnh.
Trong quá trình nghiên cứu các nhà khoa học đã sử dụng thiết bị hiện đại có độ phân giải cao: quét kính hiển vi truyền tải và vi điện tử, thăm dò chụp cắt lớp nguyên tử và quang phổ điện tử Auger. Để xác định mức độ giòn hóa của vỏ thép do phóng xạ, các nhà khoa học đã thực hiện các cuộc thí nghiệm cơ học trong trạng thái kéo tĩnh, và thí nghiệm uốn thép.
"Sự tham gia của sinh viên MEPhI trong cuộc nghiên cứu này biểu hịên mối quan hệ của các trường đại học Nga với nền khoa học và nền kinh tế gắn với thực tiễn, cho phép sinh viên ngay khi còn ngồi trên ghế giảng đường tham gia các cuộc nghiên cứu khoa học và giải quyết những vấn đề lớn. Nhờ đó có thể nâng cao trình độ kiến thức và năng lực hoạt động thực tiễn, cũng như phục vụ lợi ích kinh tế của đất nước", — giáo sư Evgenia Kuleshova cho biết.