Какие профессии востребованы сегодня?
Подробнее
  • Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
14 июня
ТПУ
464

В ТПУ сделали шаг для создания устойчивых к радиации и водороду композитов

4.6

Ученые Томского политехнического университета выяснили, как изменяются микроструктура и свойства наноразмерных многослойных покрытий с чередующимися слоями циркония и ниобия после облучения протонами. Данные, полученные в результате теоретических и экспериментальных исследований, помогут в разработке композитов для ядерной энергетики, устойчивых к водородным и радиационным повреждениям.

В ТПУ сделали шаг для создания устойчивых к радиации и водороду композитов / ©Пресс-служба ТПУ

Радиационные повреждения и накопление водорода — один из основных факторов, ограничивающих срок службы конструкционных материалов в водородной и ядерной энергетике. Специалисты Инженерной школы ядерных технологий ТПУ совместно с коллегами из Польши и Беларуси разрабатывают композиты с улучшенными физико-механическими свойствами. Перспективным направлением создания таких материалов является нанесение на них наноразмерных покрытий с чередующимися слоями циркония и ниобия.

«Граница раздела между двумя материалами — достаточно специфическая структура. Образующиеся в ней дефекты могут аннигилировать, что придает материалу способность к самовосстановлению. В конечном итоге это делает его устойчивым к облучению. Любопытно, что такой эффект наблюдается не на каждой границе между слоями. Нашей задачей было понять причину этого явления и выявить закономерности», — рассказывает один из авторов статьи, доцент отделения экспериментальной физики ТПУ Роман Лаптев.

©Пресс-служба ТПУ

Во время эксперимента на пластины кремния напылялись несколько чередующихся слоев ниобия и циркония. Ученые анализировали комплекс физико-механических свойств материала, затем подвергали его облучению протонами на ускорителе в Объединенном институте ядерных исследования (Дубна), где в дальнейшем выполнялся анализ с помощью пучков позитронов. Потом ученые в ТПУ анализировали структуру и комплекс физико-механических свойств образцов, подвергшихся радиационному воздействию.

«Экспериментальные исследования и комплексный теоретический анализ показали, что неравномерное накопление протонов на границах раздела обусловлено разными коэффициентами диффузии в слоях циркония и ниобия. Высокая скорость диффузии атомов водорода в слоях ниобия приводит к их интенсивной миграции из объема на ближайшую границу, где эти атомы захватываются и распределяются.

©Пресс-служба ТПУ

При этом в слоях циркония, где скорость диффузии заметно ниже, в результате происходит накопление атомов в объеме слоя в соответствии с профилем облучения. Кроме того, на поведение материала влияет толщина отдельных слоев. Контролируя порядок слоев и их толщину, в перспективе можно получать композиты с заданными свойствами», — комментирует Роман Лаптев.

В дальнейшем ученые планируют изучить поведение композитов на основе наноразмерных металлических многослойных систем при облучении гелием. Полученные данные позволят разработать рекомендации по выбору оптимальных параметров нанесения наноразмерных слоев из циркония и ниобия для создания композиционных материалов, устойчивых к водородным и радиационным повреждениям. Исследование проводится при поддержке гранта Российского научного фонда. Результаты опубликованы в журнале Materials.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Томский политехнический университет — старейший технический вуз в азиатской части России и один из лучших инженерных университетов страны. Входит в топ-10 национальных, топ-100 международных предметных рейтингов и участвует в программе «Приоритет 2030». ТПУ — признанный научный и образовательный центр мирового уровня в области атомной и водородной энергетики, добычи и транспорта нефти и газа, IT, неразрушающего контроля, энергетики и электротехники, электроники, нанотехнологий, биотехнологий. В нашей колонке рассказываем о последних результатах работы ученых Томского политеха. О самом главном — просто и интересно.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
Вчера, 14:41
Мария Азарова

Эсминец, «который сражался, словно линкор» и затонул во время боя между американцами и японцами осенью 1944 года, покоится на глубине 6895 метров в Тихом океане.

Вчера, 20:46
Мария Азарова

Авторы нового исследования решили ретроспективно измерить неравенство в отношении здоровья, сравнив смертность политиков со смертностью населения, которое они представляют.

5 часов назад
Алиса Гаджиева

Вспышка сверхновой была видна и в Европе, и в Азии, но вот христианские наблюдатели о ней почему-то промолчали.

24 июня
Александр Березин

Новое видео из зоны боевых действий показывает работу систем HIMARS — колесных пусковых установок реактивной артиллерии американского производства. Впрочем, по ряду причин они не смогут оказать заметное влияние на боевые действия. Несмотря на это, их применение может привести к серьезной эскалации конфликта в ином плане.

Вчера, 14:41
Мария Азарова

Эсминец, «который сражался, словно линкор» и затонул во время боя между американцами и японцами осенью 1944 года, покоится на глубине 6895 метров в Тихом океане.

Вчера, 20:46
Мария Азарова

Авторы нового исследования решили ретроспективно измерить неравенство в отношении здоровья, сравнив смертность политиков со смертностью населения, которое они представляют.

24 июня
Александр Березин

Новое видео из зоны боевых действий показывает работу систем HIMARS — колесных пусковых установок реактивной артиллерии американского производства. Впрочем, по ряду причин они не смогут оказать заметное влияние на боевые действия. Несмотря на это, их применение может привести к серьезной эскалации конфликта в ином плане.

2 июня
Алиса Гаджиева

Значительная часть научного сообщества отрицает само существование культуры Ацтатлан.

28 мая
Александр Березин

Флот продемонстрировал возможность наносить неперехватываемые ракетные удары на расстоянии, делающим его опасным для авианосных групп противника.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: