The object of research, development or design (in Russian) : Nd2Zr2O7 керамики с различной вариацией допантов MgO.

The object of research, development or design (in Kazakh) : MgO допанттарының әртүрлі вариациясы бар Nd2Zr2O7 керамикалары.

Aim of work (in Russian) : Целью проекта является изучение устойчивости к накоплению радиационно-индуцированных повреждений и вызываемых ими последствий в инертных матрицах дисперсного ядерного топлива на основе MgO@Nd2Zr2O7 и Y2O3@Nd2Zr2O7 керамик.

Aim of work (in Kazakh) : Жобаның мақсаты – MgO@Nd2Zr2O7 және Y2O3@Nd2Zr2O7 керамикаларына негізделген дисперсті ядролық отынның инертті матрицаларында радиациядан туындаған зақымданулардың жинақталуына төзімділікті және олар тудыратын салдарды зерттеу.

Методы исследования (на русском) : растровая электронная микроскопия, энергодисперсионный анализ, рентгенофазовый анализ, измерение твердости и устойчивости к однократному сжатию, измерение теплопроводности.

Методы исследования (на казахском) : расторлық электронды микроскопия, энергиядисперсиялық талдау, рентгендік фазалық талдау, бір реттік қысуға төзімділік пен беріктікті өлшеу, жылу өткізгіштікті өлшеу.

Obtained results and novelty (in Russian) : Проведены эксперименты по моделированию радиационных повреждений в MgO@Nd2Zr2O7 и Y2O3@Nd2Zr2O7 керамиках сравнимых с воздействием осколков деления ядерного топлива, для моделирования которых использовали тяжелые ионы Kr15+ и Xe22+ с энергиями 150 и 230 МэВ соответственно. Установлено, что в случае немодифицированных Nd2Zr2O7 керамик увеличение флюенса облучения приводит к ускорению деструкции поврежденного слоя в случае изменения температуры облучения образцов. Установлено, что в случае Nd2Zr2O7 керамик, максимальная величина снижения твердости при флюенсах выше 5×10^13 ион/см2 составляет более 6 – 8 %, что в свою очередь свидетельствует о том, что отсутствие межфазных границ, характерных для допированных Nd2Zr2O7 керамик приводит к более выраженному ухудшению прочностных свойств. В случае допированных Nd2Zr2O7 керамик, наличие межфазных границ приводит к упрочнению более чем в 1.5 – 2 раза при максимальном флюенсе облучения, что свидетельствует о снижении скорости разупрочнения и более высокой устойчивости модифицированных Nd2Zr2O7 керамик за счет допирования. При определении теплофизических параметров исследуемых Nd2Zr2O7 керамик было установлено, что формирование межфазных границ при допировании приводит не только к увеличению теплопроводности, но и более низким трендам ухудшения коэффициента теплопроводности при облучении для двухфазных керамик в сравнении с недопированными Nd2Zr2O7 керамиками.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : MgO@Nd2Zr2O7 және Y2O3@Nd2Zr2O7 керамикаларында радиациялық зақымдануды модельдеу бойынша эксперименттер жүргізілді, оларды модельдеу үшін сәйкесінше 150 және 230 МэВ энергиялары бар ауыр Kr15+ және Xe22+ иондары пайдаланылды. Модификацияланбаған Nd2Zr2O7 керамика жағдайында сәулелену флюенсінің жоғарылауы үлгілердің сәулелену температурасы өзгерген жағдайда зақымдалған қабаттың жойылуын тездететіні анықталды. Nd2Zr2O7 керамикалары 5×10^13 ион/см2 жоғары флюенсі кезінде қаттылықтың төмендеуінің максималды мәні 6 – 8% құрайды, бұл өз кезегінде Nd2Zr2O7 қосылған керамикаларға тән фазааралық шекаралардың болмауы беріктік қасиеттерінің айқын нашарлауына әкелетінін көрсетеді. Nd2Zr2O7 қосылған керамика жағдайында фазааралық шекаралардың болуы максималды сәулелену флюенсі кезінде 1.5 – 2 еседен астам қатайтуға әкеледі, бұл допирлеу арқылы модификацияланған Nd2Zr2O7 керамикаларының тозу жылдамдығының төмендеуін және жоғары тұрақтылығын көрсетеді. Зерттелетін Nd2Zr2O7 керамикаларының жылу физикалық параметрлерін анықтау, допирлеу кезінде фазааралық шекаралардың қалыптасуы жылу өткізгіштіктің жоғарылауына ғана емес, сонымен қатар Nd2Zr2O7 керамикаларымен салыстырғанда екі фазалы керамика үшін сәулелену кезінде жылу өткізгіштік коэффициентінің нашарлау тенденцияларының төмендеуіне әкелетіні анықталды.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Экономический и экологический эффекты успешной реализации проекта будут заключаться в предлагаемой технологии создания модифицированных керамик, использующихся в качестве дисперсного ядерного топлива, что позволит увеличить срок эксплуатации и степень выгорания ядерного топлива, а также перейти на более безопасное и менее радиоактивное ядерное топливо на основе плутония, обладающего большими перспективами в ядерной энергетике. Переход на данное топливо позволит снизить степень накопления долгоживущих ядерных отходов, а также увеличить КПД выгорания ядерного топлива.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Жобаны сәтті іске асырудың экономикалық және экологиялық әсері дисперсті ядролық отын ретінде пайдаланылатын модификацияланған керамика жасаудың ұсынылған технологиясында болады, бұл ядролық отынның қызмет ету мерзімі мен жану дәрежесін арттыруға, сондай-ақ ядролық энергетикада үлкен перспективалары бар плутоний негізіндегі қауіпсіз және аз радиоактивті ядролық отынға көшуге мүмкіндік береді. Осы отынға көшу ұзақ өмір сүретін ядролық қалдықтардың жинақталу дәрежесін төмендетуге, сондай-ақ ядролық отынның жану тиімділігін арттыруға мүмкіндік береді.

Level of implementation (in Russian) : не предусмотрено.

Level of implementation (in Kazakh) : қарастырылмаған.

Efficiency (in Russian) : Использование допанта MgO позволило создать двухфазные керамики обладающие повышенной устойчивостью к внешним воздействиям, а также высоким прочностным показателям.

Efficiency (in Kazakh) : MgO допантын қолдану сыртқы әсерлерге, сондай-ақ жоғары беріктік көрсеткіштеріне төзімділігі жоғары екі фазалы керамика жасауға мүмкіндік берді.

Field of application (in Russian) : ядерная энергетика, новые виды ядерного топлива, энергетический сектор.

Field of application (in Kazakh) : ядролық энергетикасы, ядролық отынның жаңа түрлері, энергетика секторы.