Американские ученые достигли важного прорыва в изучении поведения ядерного топлива в экстремальных условиях, которые могут возникнуть при авариях на атомных электростанциях. Исследователи из Национальной лаборатории Ок-Ридж (ORNL) разработали уникальный метод, позволяющий впервые провести оптические измерения коммерчески облученной оболочки ядерного топлива.
Специалисты ORNL создали специальную камерную систему, способную удаленно захватывать высококачественные изображения образцов извне сильно экранированной зоны. Защищенная область, известная как «горячая ячейка», защищает камеру во время съемки непрерывных изображений образцов.
Эта новая возможность позволила команде проводить симуляции, которые ранее были невозможны. В данном случае исследователи смоделировали аварию с потерей теплоносителя – редкое, но потенциально опасное событие.
Используя технику под названием Digital Image Correlation (DIC), ученые смогли получить детальные измерения поведения оболочки топлива во время симулированного события. Камера, установленная на специальной установке, собирала высококачественные изображения со скоростью четыре кадра в секунду.
«DIC дает нам более четкую и полную картину того, что происходит во время этих редких событий, – заявила Маккензи Ридли из ORNL. – Эти измерения питают модели, которые могут уточнять и расширять параметры безопасности для высокого выгорания и аварийно-стойкого топлива».
Понимание того, как ведет себя оболочка ядерного топлива в аварийных условиях, предоставляет исследователям более полную картину и поможет в разработке лучших материалов для будущих ядерных реакторов. Это важный шаг в квалификации ядерных материалов и топлива.
Разработка особенно актуальна в контексте возрождения интереса к ядерной энергетике как источнику безуглеродной энергии, способному работать круглосуточно в отличие от возобновляемых источников, таких как ветер и солнце.