包容燃料芯體的燃料元件包殼是核反應堆中的第一道安全屏障,因此確保包殼的密封性是最重要的任務之一。俄羅斯國家核研究大學“莫斯科工程物理研究院”的科學家們,開發出一整套可在不破壞燃料元件包殼的情況下對其進行檢查的裝置。
該研究項目主任葉甫蓋尼·庫德利亞夫采夫教授指出,新方法基于超聲波諧振光譜學建立,包殼掃描可查明殼內外表面被腐蝕破壞的部分,確定腐蝕類型及參數,預測核燃料的狀態。
研究人員分析了外部電磁場和包殼內電磁場間的相互作用,研發出高敏感性、高頻率渦流控制裝置。使用這一裝置可發現包殼內外裂縫、燃料芯破裂、燃料質量傳遞和熔化的局部區域缺陷等安全問題,結果可通過金相學研究來進一步確認。研究人員指出,使用新方法和裝置可在初期不破壞實驗發現包殼腐蝕區域,降低勞動密集型金相學研究的工作量,提高實驗設備的可靠性。
新型鉑催化劑降低氫燃料生產成本
氫氣生產成本高且在燃料電池中極易氧化,是發展氫能的兩大阻礙。目前生產氫氣一般使用以鈀、鉑和其他貴金屬為主要成分的催化劑。俄羅斯南聯邦大學化學家開發出一種新型鉑催化劑,其中鉑金含量大大降低,但效率顯著提升。該研究成果刊登在《氫能國際期刊》上。
化學家和生物學家一直嘗試使用鎳或其他廉價金屬的化合物、納米顆粒或者各種微生物的蛋白質替代這些貴金屬,但到目前為止,還沒找到鉑的替代品。過去,化學家試圖用鉑包覆鎳、銅和其他金屬的納米顆粒,來提高催化劑效率,但由于這種顆粒的形狀很難控制,金屬層與層之間的邊緣過于鋒利,很難保護其脆弱內核。
該研究項目主持人弗拉基米爾·古特曼和其同事解決了這個問題。他們開發出一種新型粒子,使鉑原子從納米結構的核心到表面均勻地增加。首輪測試顯示,這種納米粒子降解速度比普通納米粒子慢7—8倍。
研究人員指出,這種催化劑還可用于制造燃料電池的其他金屬,這將加速氫能發展,幫助全球經濟走上可持續發展之路。
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