Новый рентгеновский метод дает возможность получить изображения ядерного топлива TRISO

Исследователи из Национальной лаборатории Айдахо впервые приспособили рентгеновский микроскоп для изучения внутренней структуры ядер урана внутри облученных частиц TRISO. Это TRi-структурное топливо из изотропных частиц, которое состоит из ядра топлива на основе урана, окруженного тремя слоями материалов на основе углерода и керамики, химически и структурно стойких к разложению в реакторной среде. Частицы подвергались облучению в течение 560 дней в усовершенствованном испытательном реакторе Национальной лаборатории Айдахо.  

В прошлом исследователи использовали рентгеновские лучи для успешного исследования углеродных и керамических слоев топливных покрытий TRISO. Но высококачественные рентгеновские снимки внутренней части уранового ядра были труднодостижимыми. Чтобы получить качественные рентгеновские изображения частиц TRISO, ученые использовали высокоэнергетические рентгеновские лучи и специальный рентгеновский фильтр, блокирующий низкоэнергетические рентгеновские лучи.  

Этот метод также полезен для исследования топливных элементов, когда тысячи частиц TRISO внедряются в матричный материал для помещения в реактор. Не менее важно и то, что новый метод визуализации может продемонстрировать, остается ли слой карбида кремния неповрежденным. Кроме того, в ядре урана могут образовываться поры, которые позволяют этим продуктам деления двигаться неожиданным образом, что выявляется с помощью метода визуализации. 

Этот технологический скачок в визуализации ядерного топлива может помочь исследователям определить механизмы деградации топлива и собрать данные для создания компьютерных моделей ядерного топлива. Полученные данные помогут компаниям разрабатывать и аттестовать топливо для конструкций своих реакторов. 

По информации Национальной лаборатории Айдахо