Các nhà khoa học Nga phát triển lớp phủ giảm thiểu nguy cơ rò rỉ phóng xạ

Theo kết quả nghiên cứu được công bố trên tạp chí Materials Letters, các nhà khoa học từ Đại học Bách khoa Tomsk (Tomsk Polytechnic University -TPU) của Nga đã tìm ra giải pháp giảm thiểu nguy cơ rò rỉ phóng xạ - tháo gỡ một trong những vấn đề cấp bách mà các lò phản ứng hạt nhân phổ biến nhất trên thế giới hiện nay gặp phải.

Các nhà khoa học đã phát triển một lớp phủ cho vỏ thanh nhiên liệu trong lò phản ứng của nhà máy điện hạt nhân, từ đó làm tăng đáng kể khả năng chống ăn mòn và gần như loại bỏ nguy cơ xảy ra rò rỉ phóng xạ.


Lớp phủ mới được phát triển có độ tin cậy cao, thân thiện với môi trường.

Thanh nhiên liệu hạt nhân là bộ phận chính của lò phản ứng hạt nhân, bên trong diễn ra quá trình phân hạch phóng xạ. Theo các nhà khoa học TPU, trong trường hợp khẩn cấp, khi nhiệt độ trong lõi của lò phản ứng tăng lên quá cao - gọi là tình trạng “nóng chảy hạt nhân”, phản ứng giữa hơi nước với lớp phủ zirconium của thanh nhiên liệu có thể dẫn đến rò rỉ phóng xạ. Trong quá trình zirconium phản ứng với hơi nước, hydro cực kỳ dễ cháy được giải phóng; khi đó, các lớp vỏ dễ dàng đánh mất đặc tính và xuất hiện những khe hở dẫn đến rò rỉ.

Do đó, các nhà khoa học đã tạo ra lớp phủ đặc biệt, bằng cacbua silic, trên bề mặt lớp vỏ để ngăn chặn những tình huống tương tự. Lớp phủ mới được phát triển có độ tin cậy cao, thân thiện với môi trường và tiết kiệm chi phí sản xuất, cũng như có cách phủ rất đơn giản.

Giáo sư Andrey Lider tại Khoa Vật lý Thực nghiệm của TPU chia sẻ nhóm chuyên gia đã nghiên cứu cách thức để sửa đổi cấu trúc bề mặt của các vật liệu zirconium khác nhau được sử dụng trong thanh nhiên liệu. Quá trình thử nghiệm đã chứng minh lớp phủ mới được nhóm phát triển giúp tăng khả năng bảo vệ trước những hư hỏng cơ học có thể xảy ra trong quá trình hoạt động.

Các nhà khoa học giải thích thêm rằng lớp phủ bằng cacbua silic có khả năng chống chịu nhiệt độ cao và hiệu suất chống ăn mòn tuyệt vời. Các chuyên gia của TPU đã xác định được những chế độ sử dụng tối ưu của vật liệu này, cho phép tạo ra lớp phủ có độ xốp thấp, bền và bám dính cao với bề mặt của hợp kim zirconium.

Ngoài ra, trong quá trình nghiên cứu, các nhà khoa học TPU lần đầu tiên sử dụng phương pháp chụp cắt lớp siêu âm để theo dõi tình trạng của lớp phủ bảo vệ vật liệu zirconium. Các tác giả tin tưởng phương pháp này có thể trở thành một yếu tố quan trọng trong các hệ thống an toàn tại các nhà máy điện hạt nhân.

Trong tương lai, nhóm nghiên cứu dự định tiếp tục cải tiến lớp phủ mới, thử nghiệm độ ăn mòn và tiến hành các thí nghiệm cơ học, cũng như phát triển các phương pháp sử dụng lớp phủ cho những sản phẩm có hình dạng phức tạp.

TIN CŨ HƠN
Kenguru – chiếc xe sinh ra cho người khuyết tật, chỉ có một cửa duy nhất nhưng cực tiện cho người đi xe lăn

Kenguru – chiếc xe sinh ra cho người khuyết tật, chỉ có một cửa duy nhất nhưng cực tiện cho người đi xe lăn

Hãng Community Cars ở bang Texas (Mỹ) đã sáng chế ra một loại ô tô điện mang tên Kenguru, dành cho người khuyết tật phải ngồi xe lăn.

Đăng ngày: 10/12/2025
Pin vi khuẩn

Pin vi khuẩn

Lần đầu tiên một nghiên cứu chỉ rõ cấu trúc phân tử chính xác của các protein trong vi khuẩn giúp chúng có khả năng truyền điện.

Đăng ngày: 08/12/2025
Cảm biến hình ảnh nhỏ bằng hạt cát đạt kỷ lục thế giới

Cảm biến hình ảnh nhỏ bằng hạt cát đạt kỷ lục thế giới

OmniVision, nhà phát triển các giải pháp hình ảnh kỹ thuật số tiên tiến, vừa tuyên bố họ đạt kỷ lục Guinness với cảm biến hình ảnh có tên OV6948. Đây là cảm biến hình ảnh nhỏ nhất trên thế giới với kích thước 0,575 mm x 0.575 mm.

Đăng ngày: 29/11/2025
Tìm hiểu tàu chiến hiện đại nhất của Brunei

Tìm hiểu tàu chiến hiện đại nhất của Brunei

Hải quân Brunei hiện sở hữu ba tàu hộ tống lớp Nakhoda Ragam sản xuất tại Anh với hệ thống điện tử và vũ khí tối tân.

Đăng ngày: 29/11/2025
Ba Lan: Phát triển thành công siêu máy ảnh chụp được tia X

Ba Lan: Phát triển thành công siêu máy ảnh chụp được tia X

Theo hãng tin Ba Lan (PAP), loại camera này được gắn một hệ thống có thể nhận diện tia X, có khả năng đếm được những phôton đơn lẻ và thu được tới 20.000 khung hình/giây.

Đăng ngày: 28/11/2025
Robot cứu hộ hình người của NASA

Robot cứu hộ hình người của NASA

Cơ quan Hàng không Vũ trụ Mỹ (NASA) mới giới thiệu một loại robot mới, có khả năng đứng bằng hai chân như người và được sử dụng để hỗ trợ cho các công việc cứu hộ.

Đăng ngày: 05/11/2025
Robot cứu hộ, có khả năng cứu người đuối nước một cách nhanh chóng

Robot cứu hộ, có khả năng cứu người đuối nước một cách nhanh chóng

Robot này sẽ ngoi lên từ dưới nước và cứu những người đuối nước ngay sau khi nhận được tín hiệu.

Đăng ngày: 05/11/2025
Khoa Học News