Стендовые испытания экспериментальных образцов гидрида гафния в среде жидкого натрия

В настоящей работе рассмотрен перспективный поглотитель нейтронов на основе гидрида гафния для реакторов на быстрых нейтронах. Отмечены его достоинства в сравнении с традиционными поглощающими элементами на основе карбида бора. Среди недостатков можно отметить возможный риск разложения гидрида гафния при повышенных температурах. Существуют некоторые технологические подходы позволяющие снизить выход водорода, в частности использование защитных покрытий на поверхности таблеток гидрида гафния. В этой связи, настоящая работа посвящена изучению поведения гидрида гафния в среде жидкого натрия в диапазоне температур от 500 до 700 °С. В ходе выполнения работы проведено проектирование и создание лабораторной установки по определению выхода водорода при разложении HfHx в жидком Na и её калибровка. Создан специализированный МДП-датчик для определения водорода, показаны особенности его эксплуатации и калибровки. Изучен выход водорода из образцов гидрида гафния с защитным покрытием и без него с помощью установки синхронного термического анализа. Определена температура начала выхода водорода при разложении гидрида гафния: 680 °С. Проведены испытания образцов гидрида гафния в жидком натрии при температурах 500, 600 и 700 °С с различными выдержками от 5 до 50 часов. Получены данные по разложению образцов из HfHx, рассчитана потеря массы и концентрация выделившегося водорода. Проведен анализ микроструктуры и микротвердости исследуемых образцов, сделан вывод о стойкости защитных покрытий, а также о режимах испытаний, при которых выделение водорода снижается.