КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ
Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Номер проекта 21-73-00304
НазваниеСверхбыстрое спекание перовскитоподобной SrTiO3 керамики для иммобилизации высокоэнергетического стронция-90
Руководитель Шичалин Олег Олегович, Кандидат химических наук
Организация финансирования, регион федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Дальневосточный федеральный университет" , Приморский край
Конкурс №60 - Конкурс 2021 года «Проведение инициативных исследований молодыми учеными» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными
Область знания, основной код классификатора 03 - Химия и науки о материалах; 03-204 - Радиохимия
Ключевые слова минералоподобные материалы, перовскит, керамические матрицы, радионуклиды, иммобилизация, стронций, гидролитическая устойчивость, источники ионизирующего излучения, искровое плазменное спекание, микроволновое спекание, реакционное спекание.
Код ГРНТИ31.15.23
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
Разработка новейших и усовершенствование востребованных материалов и изделий в современной атомной промышленности, ядерных и радиационных технологиях, отвечающим высоким требованиям качества и безопасности обращения с ними, является важным критерием развития атомной отрасли. В частности, такие чрезвычайно востребованные материалы как иммобилизаторы энергогенерируемых радионуклидов стронция-90 на основе минералоподобной керамики SrTiO3, используемые в конструкциях источников ионизирующего излучения (ИИИ), радиоизотопных термоэлектрогенераторов (РИТЕГ) и тепловых установках (РТУ), постоянно подвержены ужесточению требований к своему эксплуатационному качеству в виду высокой степени радиационной опасности. Уникальность данных материалов заключается в их исключительном качестве, которое по своему высокому уровню несопоставимо с аналогами из других областей промышленности, в виду тех жестких требований, которые накладывают экстремальные условия их эксплуатации. В новый технологический уклад производства таких функциональных материалов входит использование передовых и инновационных технологий их получения, что обуславливает успех в достижении уникальных свойств, превосходящих аналоги. В этой связи, настоящий проект направлен на разработку промышленно значимых материалов керамического типа перовскитоподобной структуры SrTiO3 с регулируемыми физико-химическими характеристиками и улучшенными эксплуатационными свойствами, с применением передовых технологий сверхбыстрого спекания в электрических и электромагнитных полях (искровое плазменное спекание (ИПС), микроволновое спекание гибридного нагрева (гСВЧ) и их модификаций реакционного спекания). Проект предполагает изучение процессов сверхбыстрого спекания SrTiO3 керамики высокой относительной плотности (не менее 98 %) и емкостью иммобилизации стронция-90 (>30 масс.%), бездефектной мелкозернистой структурой, высокой механической прочности (>100 МПа), которая будет сверхустойчива к гидролитическому (выщелачивание <10-7-10-8 г/см3 •сут в различных средах), термическому и химическому (при термоокислительной и реагентной обработке), механическому (в статических и динамических режимах нагрузки) воздействиям, а также устойчивы электронному и нейтронному облучению. В результате научная новизна исследования будет определяться накоплением новых научных сведений о механизмах сверхбыстрой (минуты) консолидации высокодисперсного и высокогомогенного SrTiO3 сырья (полученного оригинальным золь-гель цитратным способом), а также реакционной смеси, в условиях сверхбыстрого спекания: динамика консолидации, параметры уплотнения, фазовые превращения и структурные изменения исходного порошкового сырья, диффузионные явления, формирование эксплуатационных характеристик требуемого высокого качества получаемых образцов SrTiO3 матриц. Впервые будут изучены технологические принципы формирования соединенного композита по типу SrTiO3 “керамика- радиационно устойчивая сталь” в виде образца тестового изделия и исследованы физико-химические особенности формирования прочного соединения в данной системе в зависимости от условий ИПС, гСВЧ.
Результат способен привести к расширению научных знаний в области неорганического синтеза для прикладной радиохимии и получения, керамических минералоподобных систем, изготовлению изделий нового и более высокого качества, отработки технологий эффективного, безопасного и более выгодного производства соответствующей продукции в международных тендерах мирового рынка.
Результаты исследования будут опубликованы в ведущих научных журналах, в том числе первого квартиля, будут востребованны и интегрированны в образовательные программы подготовки студентов специалитета ФГАОУ ВО «ДВФУ» по направлению 18.05.02 «Химическая технология материалов современной энергетики», а также лягут в основу подготовки кандидатской диссертации аспиранта к сроку завершения реализации проекта.
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ