براساس مدارک آژانس بین المللی انرژی هسته ای در آغاز سال ۲۰۱۸ در جهان ۴۴۸ رآکتور هسته ای وجود داشت و بیش از ۵۰ عدد دیگر ساخته شده است. رآکتورهای آب فشرده از جمله رآکتورهای اصلی نیروگاه های اتمی محسوب می شوند.
ماده ی سازنده ی اصلی پوسته ژنراتور سوخت رآکتورهای آب فشرده ، آلیاژهای زیرکونیم هستند که با موفقیت در درجه حرارت تا ۳۵۰ درجه سانتیگراد بهره برداری می شوند. با بالارفتن دمای پوسته بالاتر از ۸۰۰ تا ۹۰۰ درجه سانتیگراد به طور مثال در صورت قطع تصادفی تخلیه گر گرمایی از رآکتور، بخار زیرکونیم با آب که هیدروژن انفجاری خطرناک تولید می کند، واکنش نشان می دهد.
پروفسور باریس کالین، مدیر گروه مسائل فیزیکی علوم مواد دانشگاه تحقیقات هسته ای پژوهشکده مهندسی فیزیک مسکو بیان داشت: « برای گریز از واکنش تعامل زیرکونیم با بخار، دانشمندان پیشنهاد می دهند که سطح پوسته ژنراتورهای سوخت با آن موادی پوشیده شود که با موفقیت از زیرکونیم در تماس با بخار محافظت می کنند. این در واقع کروم است. بنابراین مسئله علمی فنی برای انتخاب ترکیب و استفاده از پوشش محافظتی حاوی کروم در قطعات لوله های ژنراتورهای سوختی با طول تا ۵۰۰ میلی متر برای ما حل شد. نتیجه: کاهش قابل توجه واکنش اکسیداسیون زیرکونیم با بخار در دمای ۱۲۰۰ درجه سانتیگراد.
پس از اتمام چرخه پردازش در دانشگاه تحقیقات هسته ای پژوهشکده مهندسی فیزیک مسکو، تحقیقات الکترو میکروسکوپی و یون میکروسکوپی ترکیب ، ساختار و ضخامت پوشش انجام شد. همچنین دانشمندان پوشش روی مقاومت را در برابر سایش (در صورت اصطکاک روی قطعات زیرکونیم)، اکسیداسیون در آب (در دمای ۳۵۰ درجه سانتی گراد، فشار آب ۱۶۰اتمسفر و طی ۷۲ ساعت) و در بخار (دمای ۱۲۰۰ درجه سانتی گراد) آزمایش کردند.
باریس کالین گفت: « در فواصل معین ضمن تکرار آزمایش، تغییر ترکیب الکترود ها در مگنترون ها و حالت پردازش، با تجزیه و تحلیل نتایج آزمایشات، ما ترکیب مطلوب پوشش را انتخاب کرده و به ممانعت از اکسیدان سطح خارجی لوله های زیرکونیمی در دمای ۱۲۰۰ درجه سانتی گراد و طی ۴۰۰ ثانیه دست یافتیم.»
نتایج این تحقیقات در شانزدهین کنفرانس بین المللی «مواد جدید: سوخت هسته ای قابل تحمل» منتشر شد. این کنفرانس در دانشگاه تحقیقات هسته ای پژوهشکده مهندسی فیزیک مسکو به ابتکار مدرسه علمی و لابراتوآر پردازش پرتو یون مواد گروه مسائل فیزیکی علوم مواد برگزار گردید.
