ОЯРБ: Отдел радиационного материаловедения и радиационного приборостроения

Заведующий отделом, д-р физ. -мат. наук

Габелков Сергей Владимирович

Сергей Владимирович Габелков окончил физико-технический факультет Харьковского государственного университета им. А. М. Горького (ныне Харьковский национальный университет имени Н. В. Каразина). С. В. Габелков проработал 25 лет в Национальном научном центре «Харьковский физико-технический институт», прошел путь от младшего научного сотрудника до начальника лаборатории радиационно стойких керамических материалов. В ИПБ АЭС НАН Украины работает с 2012 г. Кандидатскую диссертацию защитил в 1996 г., докторскую – в 2014 г.

Является соавтором 147 научных работ, среди которых 1 монография, 6 патентов и авторских свидетельств и 54 научные статьи.

Отдел материаловедения топливосодержащих материалов (ТСМ) основан в 1994 г. Специалистами отдела были проведены научно-исследовательские работы по изучению механических, теплофизических, электрофизических, магнитных и других свойств ТСМ. Как и в первые годы после аварии, наибольшее внимание было уделено лавообразным ТСМ (ЛТСМ) как наиболее радиационно опасным.

Были исследованы физико-химические процессы, проходящие в этих материалах, как при их образовании во время аварии 4-го энергоблока Чернобыльской АЭС, так и в дальнейшем при нахождении в объекте «Укрытие». Это позволило разработать возможный сценарий аварии и создать представление об этом уникальном классе материалов.

Усилиями коллектива отдела было должным образом подготовлено помещение I и II классов работ с радиоактивными материалами и оформлены все необходимые документы с учетом требований ядерной на радиационной безопасности.

На сегодня в отделе работает 7 сотрудников. Отдел выполняет исследования как по бюджетной тематике, так и работы по договорам с другими организациями Украины.

Основные направления деятельности отдела:

  • физика радиационных повреждений в керамических и стеклокерамических материалах;
  • экспериментальные исследования облученных конструкционных материалов и компонентов активной зоны ядерных реакторов, которые находились под действием аварийных условий;
  • экспериментальные исследования актуальных физико-химических свойств облученного ядерного топлива и ТСМ созданного комплекса «Новый безопасный конфайнмент – Объект Укрытие» (НБК-ОУ);
  • мониторинг состояния и поведения ТСМ объекта «Укрытие» как фундаментально неравновесной системы;
  • разработка методических и технологических подходов к созданию методов твердофазного кондиционирования ЛТСМ для обеспечения условий длительного хранения и/или их захоронения в будущем.

Выполняемые задания:

  • углубление уровня понимания физических процессов, происходящих в ядерных материалах в условиях тяжелых ядерных аварий;
  • экспертная оценка существующих и предлагаемых средств обращения с материалами, содержащими облученное топливо и его компоненты;
  • наработка рекомендаций по обращению с радиоактивными материалами НБК-ОУ в процессе его преобразования в экологически безопасную систему;
  • мониторинг состояния ТСМ, наблюдение за изменениями их состояния и физических характеристик;
  • прогнозирование состояния и поведения ТСМ комплекса НБК-ОУ в среднесрочной перспективе.

Результаты деятельности по научным направлениям:

  • создана модель деградации микроструктуры ЛТСМ комплекса НБК-ОУ, выделены физико-химические процессы, определяющие эволюцию микроструктуры ЛТСМ, определены стадии деградации и их продолжительность;
  • представлен прогноз поведения ЛТСМ на среднесрочную перспективу;
  • проведен мониторинг физико-механических свойств ЛТСМ.

Последние исследования, проведенные отделом, показали, что, наряду с газовыми порами и трещинами, ТСМ содержат наноразмерные поровые каналы. Очевидно, что именно наноканалы соединили газовые поры между собой и с внешней средой, и обеспечили формирование открытой пористости материала, который отвечает за поступление воздуха и воды в структуры ТСМ, что оказывает существенное влияние на процессы деградации их структуры и свойств.

Среди большого количества физических и химических процессов, проходивших ранее и проходящих сейчас в ТСМ, были выделены процессы, которые определяют формирование микроструктуры ТСМ (рис. 1), а именно:

  • формирование открытых поровых каналов в ТСМ за счет объединения, по крайней мере, части треков альфа-частиц, образованных при альфа-распадах радионуклидов;
  • проникновение кислорода воздуха в ТСМ к включениям оксидов урана через открытые наноразмерные поровые каналы;
  • окисление кислородом воздуха оксида урана UO2 во включениях;
  • формирование трещин в ТСМ за счет увеличения объемов включений оксидов урана;
  • проникновение воды в ТСМ через трещины во включениях оксидов урана;
  • разрушение ТСМ из-за колебаний температуры за счет изменения агрегатного состояния воды, находящейся в газовых порах и трещинах;
  • взаимодействие воды и растворенных в ней солей и газов с высшими оксидами урана и продуктами активации, образование гидратов и растворимых соединений урана и трансурановых элементов.

Результаты деятельности отдела нашли свое отражение в многочисленных отчетах, научных публикациях в авторитетных тематических изданиях как отечественных, так и зарубежных.

Структурная схема топливосодержащих материалов

Эта запись также доступна: Украинский, Английский

Похожие посты

Оставьте коментарий

Вставить формулу как
Блок
Строка
Дополнительные настройки
Цвет формулы
Цвет текста
#333333
Используйте LaTeX для набора формулы
Предпросмотр
\({}\)
Формула не набрана
Вставить