Новий рентгенівський метод дає змогу отримати зображення ядерного палива TRISO

Дослідники з Національної лабораторії Айдахо вперше застосували рентгенівський мікроскоп для вивчення внутрішньої структури ядер урану всередині опромінених частинок TRISO. Це TRi-структурне паливо з ізотропних частинок, яке складається з ядра палива на основі урану, оточеного вуглецевими та керамічними шарами, хімічно та структурно стійких до розкладання в реакторному середовищі. Частинки опромінювалися протягом 560 днів в удосконаленому випробувальному реакторі Національної лабораторії Айдахо. 

У минулому дослідники використовували рентгенівські промені для успішного дослідження вуглецевих та керамічних шарів паливних покриттів TRISO, але високоякісні рентгенівські знімки внутрішньої частини уранового ядра були важкодоступними. Щоб отримати якісні рентгенівські зображення частинок TRISO, вчені використовували високоенергетичні рентгенівські промені та спеціальний рентгенівський фільтр, що блокує низькоенергетичні рентгенівські промені. 

Цей метод корисний для дослідження паливних елементів, коли тисячі частинок TRISO впроваджуються в матричний матеріал для поміщення в реактор. Не менш важливо і те, що новий метод візуалізації може продемонструвати, чи шар карбіду кремнію залишається непошкодженим. Крім того, в ядрі урану можуть утворюватися пори, які дозволяють цим продуктам поділу рухатися несподіваним чином, що виявляється за допомогою методу візуалізації. 

Цей технологічний стрибок у візуалізації ядерного палива може допомогти дослідникам визначити механізми деградації палива та зібрати дані для створення комп’ютерних моделей ядерного палива. Отримані дані допоможуть компаніям розробляти та оцінювати паливо для конструкцій своїх  реакторів. 

За інформацією Національної лабораторії Айдахо