ВЯРБ: Відділ радіаційного матеріалознавства та радіційного приладобудування

17.05.201706.08.2018 Vadim

Завідувач відділу, д-р фіз.-мат. наук

Габєлков Сергій Володимирович

Сергій Володимирович Габєлков народився 10 квітня 1961 р. у м. Балаклея Харківської області. У 1984 р. закінчив фізико-технічний факультет Харківського державного університету ім. О. М. Горького (зараз Харківський національний університет імені Н. В. Каразіна). С. В. Габєлков пропрацював 25 років у Національному науковому центрі «Харківський фізико-технічний інститут», пройшов шлях від молодшого наукового співробітника до начальника лабораторії радіаційно-стійких керамічних матеріалів. В ІПБ АЕС НАН України працює з 2012 р.

Кандидатську дисертацію захистив у 1996 р., докторську — у 2014 р.

Він є співавтором 147 наукових праць, серед яких 1 монографія, 6 патентів і авторських свідоцтв та 54 наукові статті.

Відділ матеріалознавства паливовмісних матеріалів (ПВМ) засновано у 1994 р. Фахівцями відділу були проведені науково-дослідні роботи по вивченню механічних, теплофізичних, електрофізичних, магнітних та інших властивостей ПВМ. Як і в перші роки, найбільшу увагу було приділено лавоподібним паливовмісним матеріалам (ЛПВМ), як найбільш радіаційно небезпечним.

Було досліджено фізико-хімічні процеси, які проходили у цих матеріалах, як при їх утворенні під час аварії 4-го енергоблока Чорнобильської АЕС, так і в подальшому при знаходженні в об’єкті «Укриття». Це дозволило розробити можливий сценарій аварії та створити уявлення про цей унікальний клас матеріалів.

Зусиллями колективу відділу було належним чином підготовлено приміщення I та II класу робіт з радіоактивними матеріалами та оформлено всі необхідні документи з урахуванням вимог ядерної на радіаційної безпеки.

На сьогодні у відділі працює 7 співробітників. Відділ виконує дослідження як за бюджетною тематикою, так і роботи за договорами з іншими організаціями України.

Основні напрямки діяльності Відділу:

фізика радіаційних ушкоджень у керамічних та склокерамічних матеріалах;
експериментальні дослідження опромінених конструкційних матеріалів і компонентів активної зони ядерних реакторів, що перебували під дією аварійних умов;
експериментальні дослідження актуальних фізико-хімічних властивостей опроміненого ядерного палива і ПВМ створеного комплексу «Новий безпечний конфайнмент — Об’єкт Укриття» (НБК-ОУ);
моніторинг стану і поведінки ПВМ об’єкта «Укриття» як фундаментально нерівноважної системи;
розробка методичних та технологічних підходів до створення методів твердофазного кондиціонування ЛПВМ для забезпечення умов тривалого зберігання і/або їх захоронення у майбутньому.

Виконувані завдання:

поглиблення рівня розуміння фізичних процесів, що відбуваються в ядерних матеріалах за умов важких ядерних аварій;
експертна оцінка існуючих та пропонованих засобів поводження з матеріалами, що містять опромінене паливо та його компоненти;
напрацювання рекомендацій щодо поводження з радіоактивними матеріалами НБК-ОУ в процесі його перетворення на екологічно безпечну систему;
моніторинг стану ПВМ за змінами їх стану та фізичних характеристик;
прогнозування стану й поведінки ПВМ комплексу НБК-ОУ в середньостроковій перспективі.

Результати діяльності за науковими напрямами:

створена модель деградації мікроструктури ЛПВМ комплексу НБК-ОУ, виділено фізико-хімічні процеси, що визначають еволюцію мікроструктури ЛПВМ, визначено стадії деградації та їх тривалість;
надано прогноз поведінки ЛПВМ на середньострокову перспективу;
проведено моніторинг фізико-механічних властивостей ЛПВМ.

Дослідження, проведені відділом останнім часом, показали, що, наряду з газовими порами і тріщинами, ПВМ містять нанорозмірні порові канали. Показано, що саме наноканали з’єднали газові пори між собою і з зовнішнім середовищем, і забезпечили формування відкритої пористості матеріалу, яка відповідає за надходження повітря і води в структури ПВМ, що здійснює суттєвий вплив на процеси деградації їх структури і властивостей.

Серед великої кількості фізичних і хімічних процесів, що проходили раніше і проходять зараз у ПВМ, було виділено процеси, які визначають формування мікроструктури ПВМ (рис. 1), а саме:

формування відкритих порових каналів у ПВМ за рахунок об’єднання, принаймні, частини треків альфа-часток, утворених при альфа-розпадах радіонуклідів;
проникнення кисню повітря у ПВМ до включень оксидів урану через відкриті нанорозмірні порові канали;
окислення киснем повітря оксиду урану UO₂ у включеннях;
формування тріщин у ПВМ за рахунок збільшення обсягів включень оксидів урану;
проникнення води у ПВМ через тріщини до включень оксидів урану;
руйнування ПВМ через коливання температури за рахунок зміни агрегатного стану води, що знаходиться в газових порах і тріщинах;
взаємодія води і розчинених у ній солей і газів з вищими оксидами урану і продуктами активації, утворення гідратів і розчинних сполук урану і трансуранових елементів.

Результати діяльності відділу знайшли своє відображення у численних звітах, наукових публікаціях в авторитетних тематичних виданнях як вітчизняних, так і закордонних.