«Бразильский тест по-русски»: ученые проверили на прочность ядерное топливо

0
11

"Бразильский тест по-русски": ученые проверили на прочность ядерное топливо

Ученые Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ» нашли эффективный способ выявлять предел прочности ядерного топлива – в испытаниях топливных таблеток отталкиваться от метода «Бразильского теста» и новой формулы расчета прочности, сообщили РИА Новости в пресс-службе вуза.

Предел прочности (прочность на растяжение) – базовый показатель качества при производстве ядерного топлива из порошка диоксида урана. Обычно его определяют, испытывая образцы в десятки раз крупнее таблеток ядерного топлива, диаметр и длина которых не превышают 6-8 мм.

Определить предел прочности столь малого образца стандартными методами невозможно. Поэтому в НИЯУ МИФИ предложили необычное решение – метод испытания топливной таблетки по схеме «Бразильского теста».

«Бразильский тест» – испытание на сжатие короткого цилиндра, положенного на боковую поверхность. Таким путем давно и успешно оценивают, например, образцы горных пород диаметром не менее 50 мм и толщиной 0,2-0,75 диаметра. Он, однако, не предполагает центрального отверстия в образце, характерного для топливных таблеток.

"Бразильский тест по-русски": ученые проверили на прочность ядерное топливо

«Мы провели расчетный анализ напряженно-деформированного состояния в разных точках образца с помощью метода конечных элементов в программном комплексе ANSYS. Он показал, как от отверстия зависит распределение напряжений на торцевой поверхности цилиндра и по сечению, связанному с плоскостью симметрии и нагружения», — рассказал доцент кафедры физики прочности НИЯУ МИФИ Владимир Гольцев.

По его словам, результаты анализа экспериментально подтвердились и с образцами из модельных материалов (чугуна и графита), и ядерного топлива. В экспериментах ученые задействовали метод цифровой корреляции изображений в комплексе с американской установкой VIC, которая позволяет анализировать перемещения и деформации точек поверхности образца в процессе его нагружения.

«Проведенные исследования позволили нам сделать вывод о возможности успешно использовать «Бразильский тест» в испытаниях малоразмерных образцов хрупких материалов, а также предложить свою формулу расчета прочности ядерного топлива», – заявил Владимир Гольцев.

Результаты данного исследования представлены на 16-ой Международной школе-конференции «Новые материалы: Толерантное ядерное топливо», прошедшей в НИЯУ МИФИ по инициативе научной школы ионно-пучковой обработки материалов кафедры физических проблем материаловедения.