Опубликовано в сборнике докладов Международной научно-технической конференции "Пайка-2005"
(6-8 сентября 2005 г., г. Тольятти).

           Одним из ключевых моментов при решении проблемы увеличения степени выгорания топлива в реакторах ВВЭР-440 является повышение служебных характеристик циркониевых дистанционирующих решеток (ЦДР). Наряду с конструктивными решениями по тепловыделяющей сборке (ТВС) в целом, возможно изменение конструкции и способа соединения элементов решетки, например, замена сварки пайкой. Преимущественное использование сварки в настоящее время обусловлено такими достоинствами, как высокая скорость процесса и его автоматизация, обеспечение сплошности, размера и формы изделий, норм герметичности, коррозионной стойкости и прочностных характеристик соединений. Однако качество сварки в значительной степени зависит от элементного и фазового состава соединяемых материалов, однородности их структуры и технологии их получения. При отклонении от технологических требований при сварке могут наблюдаться непровары и трещины в зоне шва и зоне термического влияния, поры, газовые каналы (свищи, вздутия) и другие дефекты. Кроме того, в зоне сварного шва в сплавах циркония происходит сильный рост зерна, что вызывает ускоренную коррозию соединения и последующее разрушение ЦДР. Для получения паяного соединения циркониевого сплава Э110 был разработан аморфный ленточный припой системы цирконий-бериллий-ниобий-железо-олово СТЕМЕТ 1410 (СТЕМЕТ- зарегистрированный товарный знак МИФИ-АМЕТО) для пайки при температурах 780-800^оС. На состав припоя и способ пайки ЦДР получены патенты Российской Федерации. Как показывают исследования свойств ЦДР, спаянных аморфными ленточными припоями, технология высокотемпературной пайки обеспечивает бездефектное соединение ячеек, их точное сопряжение при подготовке сборки под пайку, более высокую жесткость решетки по сравнению со сварной при сохранении штатной величины упругости дистанционирующих выступов. Проведенные длительные автоклавные испытания фрагментов паяных ЦДР в условиях водно-химического режима ВВЭР (в ОАО МСЗ) показали их высокую коррозионную стойкость на временной базе до 6000 часов и механическую прочность.

           Для подтверждения работоспособности паяных соединений ЦДР в условиях нейтронного облучения необходимы реакторные испытания в условиях, моделирующих реальные режимы эксплуатации. Эти испытания были проведены в ФГУП ИРМ на реакторе ИВВ-2М. Предварительно в МИФИ-АМЕТО были подготовлены шестиячеечные паяные (два вида аморфного ленточного припоя) и сварные фрагменты ЦДР. В свою очередь, в ИРМ было разработано и изготовлено облучательное устройство, в котором размешали фрагменты паяных и сварных (штатных) ЦДР. Облучение проводили при температуре теплоносителя 310^oС в течение 115 суток потоком нейтронов 5х10¹³ н/см² с энергией выше 0,1 МэВ. Комплексные сравнительные исследования исходных и облученных образцов ЦДР показали перспективность использования аморфных ленточных припоев для изготовления элементов конструкций активной зоны энергетических ядерных реакторов.