161
За последние 10 лет в мире в эксплуатацию было введено
47
энергоблоков, почти все из них находятся либо в Азии (26 — в Китае),
либо в Восточной Европе. Две трети, строящихся на данный момент реакторов
приходятся на Китай, Индию и Россию. КНР осуществляет самую масштабную
программу строительства новых АЭС, ещё около полутора десятка стран мира
строят АЭС или развивают проекты их строительства.
В то же время в мире существуют противоположные тенденции стагнации
и даже отказа от ядерной энергетики. Как некоторые лидеры атомной
энергетики (США, Франция, Япония), так и некоторые другие страны закрыли
ряд
АЭС. Италия
стала
единственной
страной,
закрывшей
все имевшиеся АЭС и полностью отказавшейся от ядерной энергетики.
Прослеживается тенденция к старению ядерных реакторов. Средний
возраст действующих реакторов составляет 29 лет. Самый старый
действующий реактор находится в Швейцарии, работает в течение 50 лет.
В настоящее время разрабатываются международные проекты ядерных
реакторов нового поколения,
например ГТ-МГР, которые обещают повысить
безопасность и увеличить КПД АЭС.
Срок эксплуатации АЭС ограничивается, в частности, изменением
механических свойств, однородности материала и нарушением геометрической
формы конструкционных элементов реактора под действием радиационного
излучения. При строительстве первой АЭС в США специалисты считали, что
вклад этого эффекта настолько велик, что не позволит эксплуатировать реактор
более 100 дней, сейчас же срок эксплуатации
реакторов АЭС оценивается в
некоторых
случаях
до
60
лет,
а для АЭС Сарри в США в 2015 году запрошено разрешение на продление
эксплуатации до 80 лет и планируется запросить такое же разрешение для АЭС
Пич-Боттом.
Основным лимитирующим параметром ресурса для корпусов реакторов
ВВЭР оказывается сдвиг критической температуры вязко-хрупкого перехода
основного металла и металла сварных швов, сильно ощущающиеся
во время землетрясений. Сдвиг температуры растёт с ростом флюенса быстрых
нейтронов
F
,
хотя
обычно
менее
быстро,
чем
флюенс
(пропорционально
F
0,33...1,0
). Восстановление облучённых корпусов реакторов
и продление срока эксплуатации в некоторых
случаях возможно при
специальном отжиге корпуса, однако этот метод применим не для всех
материалов корпусов и швов. Второй серьёзной материаловедческой проблемой
реакторов является радиационное охрупчиваниевнутрикорпусных устройств,
деформация которых из-за радиационного распухания стали и роста
термоупругих напряжений ведёт к тому, что последующие большие изменения
температурных напряжений совместно с высоким уровнем статических
напряжений могут привести к усталостным разрушениям.
Одним из решением этой проблемы является создание жаростойкого
бетона, повышающий стойкость здании и
сооружений к воздействиям
землетрясении.
162
Нами на протяжении ряда лет проводятся научные исследования
по разработке новых жаростойких бетонов. Как известно, состав жаростойкого
бетона входит и портландцемент, усиленный активной минеральной добавкой.
Это могут быть шамот, пемза, зола, гранулированный шлак. Сам по себе
шлакопортландцемент уже содержит в составе шлаковую добавку,
что позволяет материалу выдерживать до 700 градусов. Но если нужен состав,
способный работать в условиях кислотной коррозии (например, футеровка
постоянно взаимодействует с дымом), то от портландцемента отказываются
и изготавливают
бетон на жидком стекле, способный функционировать при
1000 градусов.
Нами в качестве такой модифицирующей добавки предлагается
использовать механохимический активированный модификатор, полученный
на основе СВЧ-модифицированного отхода ПО «Махам-Аммофос» -
фосфогипса и золы Ново-Ангренской ТЭС, т.к. зола Ново-Ангренской ТЭС
содержит около 47,2-49,4% кремния. Полученный
модификатор представляет
собой мелкодисперный порошок с целым рядом ценных свойств,
определяющих область его применения: высокая степень дисперсности;
высокая химическая стойкость в разных средах; термостойкость, хорошо
развитая
активная
удельная
поверхность;
экологическая
чистота
и безопасность применения.
Нами
были
проведены
экспериментальные
исследования
по
использованию смеси СВЧ-модифицированного фосфогипса и золы в качестве
модификатора для повышения жаропрочности и огнестойкости бетонных
смесей.
Изучение
свойств
механохимически
модифицированной
смеси
фосфогипса и золы, а также процессов
термодеструкции показало, что при
СВЧ-обработке фосфогипса увеличивается ее удельная поверхность (табл.1).
В соответствии с размерами адсорбционной площадки можно сделать
вывод, что в результате адсорбции активных группировок на поверхности
модификатора
образуется
монослой,
повышающий
термостойкость
группировок и молекул, ряд очень небольшой и обусловлен лишь
диссоциацией (при определенных значениях рН среды) функциональных групп
– SiOН–АlОН образующихся на гранях кристаллов.
Таблица 1
Do'stlaringiz bilan baham: 
