反应堆结构示意图
俄罗斯研究型技术大学莫斯科国立钢铁合金学院最近研发出一种性的三层复合材料——“钢—钒—钢”合金，这种材料在高温环境下表现出强大的耐久性。它能够在高达700℃的高温、强烈的辐射照射、机械压力以及化学侵蚀的环境中保持稳定的性能。
在核反应堆中，控制棒外壳是一个至关重要的部件。它与燃料直接接触，控制着核反应流的强度。对于新一代快中子核反应堆来说，其关键挑战在于控制棒外壳所承受的巨大压力，这些压力来源于其工作需要承受的高温环境——工作温度范围在550℃至700℃之间，同时还要应对液态金属传热体——钠的侵蚀。为了实现核燃料循环的畅通无阻，我们需要一种能够确保更高燃料燃烧水平的新结构材料。
据莫斯科国立钢铁合金学院的科研人员亚历山德拉·巴拉诺娃介绍，她的研究团队成功研制出了这种类似三明治结构的“钢—钒—钢”三层合金材料。其中特种钢保证了材料的耐腐蚀性，而中间的钒合金(V-4Ti-4Cr)则展示了出色的耐热性和抗辐射能力，足以应对核反应堆极端环境的影响。制造这种复合材料是一项艰巨的任务，因为需要确保两种材料的结合处无缝衔接，形成一个整体。
目前，该团队已经成功制造出了整体上是三层管的控制棒外壳。实验结果显示，这种复合材料在高温环境下仍能保持高度的机械稳定性。接下来，研究人员计划长期研究这种三层材料的耐辐射性能，以进一步验证其在极端环境下的可靠性。