INVESTIGATION OF URANIUM AND ZIRCONIUM BASED SOLID SOLUTIONS

In the IAE Branch RSE NNC RK at the VCG-135 test-bench within the framework of the commercial projects and scientific and technical program entitled “Study of the corium prototype properties of various compositions” small-scale experiments are carried out to obtain corium prototypes of various compositions. Physical and mechanical properties, phase and elemental composition of corium prototype samples resulted from high-temperature experiments on test-benches are being investigated based on the Material Testing Department.

The work was aimed at identifying solid solutions based on uranium and zirconium dioxides in the phase composition of corium, obtained at different temperatures at the VCG-135 test-bench. One of the main issues is to develop a method for describing solid solutions as components of phase composition.

The article provides a method and results of determining the density, studies of the structural and phase properties of corium samples using scanning electron microscopy (VEGA 3 LMH, TESCAN) and diffractometry (Empyrean, PANalytical).

1. А. Е. Киселев, Н. А. Мосунова, В. Н. Носатов, А. Е. Стрижов, Д. Ю. Томащик Применение интегральных кодов для моделирования аварийных режимов реакторов типа ВВЭР // Труды ИБРАЭ РАН / под общ. ред. чл.-кор. РАН Л.А. Большова; Инт-т проблем безопасного развития атомной энергетики РАН. – Вып. 12: Разработка и применение интегральных кодов для анализа безопасности. – М.: Наука, 2011. – с. 204–218.

2. Жданов, В.С. Взаимодействие расплава активной зоны с материалами реакторной установки в проблеме тяжелой аварии ВВЭР: дис. канд. тех. наук: 05.14.03: / Жданов Владимир Семенович. – Курчатов, 2007. – 109 с.

3. Бешта C.B. Высокотемпературные процессы с расплавами кориума в проблеме безопасности АЭС с ВВЭР / Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук, Санкт-Петербург, 2004 г.– 462 с.

4. Бакланов, В.В. Взаимодействие кориума с корпусом водо-водяного энергетического реактора при тяжелой аварии: дис. канд. тех. наук: 01.04.07: / Бакланов Виктор Владимирович. – Томск, 2017. – 154 с.

5. А.Н. Киселев, К.П. Чечеров. Модель процесса разрушения реактора 4-го энергоблока Чернобыльской АЭС // Атомная энергия. 2001, т. 91, в. 6, с. 425–434.

6. Металлографический анализ продуктов взаимодействия оболочек тепловыделяющих элементов с топливными материалами в условиях тяжелых аварий / В.С. Красноруцкий, А.П. Данилов, В.К. Яковлев, В.М. Евсеев, Р.А. Матющенко, Е.А. Слабоспицкая, Я.А. Куштым // Вопросы атомной науки и техники. Серия: Физика радиационных повреждений и радиационное материаловедение. – 2009. – № 4–2 (94). – с. 178–184.

7. Г.Я. Сергеев, В.В. Титова, К.А. Борисов. Металловедение урана и некоторых реакторных материалов. М.: Атомиздат, 1960, 223 с.

8. Р.П. Эллиот. Структура двойных сплавов. М.: Металлургия, 1970, т. 2, 472 с.

9. Gražulis, S.; Chateigner, D.; Downs, R. T.; Yokochi, A. F. T.; Quirós, M.; Lutterotti, L.; Manakova, E.; Butkus, J.; Moeck, P. & Le Bail, A.; Crystallography Open Database - an open-access collection of crystal structures, J. Appl. Cryst., 2009, 42, 726–729.

10. PDF-2 ICDD Release 2004.

11. Диаграммы состояния двойных металлических систем: Справочник: в 3 т.: Т.3 Кн.1 / Под общ. ред. Н.П. Лякишева. – М.: Машиностроение, 2001. – 872 с.

12. Кристаллография, рентгенография и электронная микроскопия. Уманский Я.С., Скаков Ю.А., Иванов А.Н., Расторгуев Л.Н. М.: Металлургия, 1982. 632 с.