รัสเซียประกาศความสำเร็จในการพัฒนาเหล็กกล้าชนิดพิเศษ (EP302M-Sh) หรือที่เรียกกันว่า “Super Steel” ซึ่งออกแบบมาให้ทนต่ออุณหภูมิสูงและการฉายรังสีได้ดีกว่าเหล็กทั่วไปหลายเท่า เป้าหมายคือการนำวัสดุนี้ไปใช้กับเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์รุ่นต่อไป (Generation IV) เพื่อยืดอายุการใช้งานและเพิ่มความปลอดภัยของระบบ
วัสดุตัวนี้พัฒนาจากความร่วมมือของสถาบัน All-Russian Thermal Engineering Institute (VTI), Prometheus Central Research Institute of Structural Materials ร่วมกับ Rosatom และสถาบันวิจัยด้านฟิสิกส์และวิศวกรรมพลังงาน (IPE) โดยตั้งชื่อทางเทคนิคว่า EP302M-Sh หรือ Low-activated ferritic-martensitic steel
จุดเด่นที่บริษัทผู้พัฒนาชู Super Steel คือ
ทนอุณหภูมิได้ประมาณ 550–600°C
มีความต้านทานการกัดกร่อนทั้งจากรังสีและสารหล่อเย็น (เช่นโลหะเหลว) สูงขึ้น
โครงสร้างผลึกมีความเสถียรภายใต้การฉายรังสีเข้มข้น
อายุการใช้งานยาวนานกว่าเหล็กที่ใช้ในปัจจุบันประมาณ 2–3 เท่า
กระบวนการทดสอบกล่าวว่าเป็นการทดลองที่เข้มข้นและยาวนาน: ตัวอย่างถูกทดสอบครบวงจรรวมกว่า 400,000 ชั่วโมง โดยตัวอย่างบางชิ้นผ่านการทดสอบความร้อนและแรงดันต่อเนื่องมากกว่า 25,000 ชั่วโมง (ราวเกือบ 3 ปี) เพื่อจำลองสภาวะการทำงานจริงของเครื่องปฏิกรณ์
ทีมวิจัยยังต้องประดิษฐ์วิธีทดสอบใหม่ เนื่องจากชิ้นทดสอบมีขนาดเล็ก—ท่อเส้นผ่านศูนย์กลางเพียง 18 มม. และหนาแค่ 3 มม.—ทำให้การประเมินพฤติกรรมวัสดุภายใต้รังสีต้องออกแบบเทคนิคเฉพาะขึ้นมา
รัสเซียตั้งใจนำ Super-Steel ไปใช้กับเครื่องปฏิกรณ์ตัวอย่างอย่าง BN-1200M และ BREST-OD-300 ซึ่งเป็นระบบที่ใช้เทคโนโลยีหล่อเย็นด้วยโลหะหนัก (lead-cooled fast reactor) และเป็นส่วนหนึ่งของแผนพัฒนาเครื่องปฏิกรณ์ยุคใหม่ที่เน้นความปลอดภัยสูงและการลดของเสียกัมมันตรังสี
การพัฒนาวัสดุทนรังสีแบบนี้มีนัยสำคัญเชิงยุทธศาสตร์ เพราะวัสดุเป็นเสาหลักของความปลอดภัยและประสิทธิภาพโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ ประเทศต่างๆ เช่น สหรัฐฯ จีน เกาหลีใต้ ก็กำลังแข่งกันพัฒนาวัสดุเชิงเดียวกันอยู่ การที่รัสเซียประกาศความคืบหน้าครั้งนี้จึงสะท้อนการแข่งขันด้านเทคโนโลยีพลังงานนิวเคลียร์ระดับโลก
ทั้งนี้ EP302M-Sh ยังอยู่ในขั้นตอนทดสอบภาคสนามและเตรียมนำไปติดตั้งในเครื่องปฏิกรณ์นำร่องในไม่กี่ปีข้างหน้า — งานวิจัยด้านวัสดุยังต้องพิสูจน์ในสภาพการใช้งานจริงอีกระยะหนึ่งก่อนใช้งานเชิงพาณิชย์อย่างแพร่หลาย
tags : interestingengineering
