研究结果发表在《核材料杂志》（Journal of Nuclear Materials）上。 托木斯克理工大学认为，需要进一步完善预防反应堆着火和最大限度地减少核电站潜在事故时的破坏性后果的机制。
2011年日本福岛第一核电站事故表明，水冷动力堆 (VVER) 运行的不稳定过程将导致临界破坏和爆炸危险上升增加。由于动力机组发生爆炸，核电站不适合修复。爆炸的原因则是蒸汽-锆反应。托木斯克理工大学氢能系统先进材料和安全保障实验室主任伊戈尔·卡什卡罗夫解释了它的作用。
“在此类事故中，反应堆内的水（冷却剂）变成蒸汽，锆合金开始快速氧化。氢气被释放出来，若与氧气相互作用会发生爆炸。如果反应堆温度达到860度，那么将很难阻止温度的上升。具有极其致密结构的特殊铬涂层将有助于避免蒸汽-锆反应，”卡什卡罗夫说。
如今，锆合金是世界上最常见的压水动力堆（VVER）活动区的主要结构材料。 学者们模拟了水蒸气、空气和氢气与锆合金和在严重事故的重现条件下带有保护涂层的焊接接头的相互作用机制。研究人员继续说，铬层确保了锆合金和腐蚀环境之间的屏障功能。保护特性可以显著增加紧急情况下采取应对事故措施的时间。 托木斯克理工大学的专家们创造了自己的涂层技术，这种技术具有调整涂层的性能和获得速度的可能性。结果，铬的保护层同样致密，其形成速度从一天减少到两三个小时。
“通常，在获得此类涂层时，会使用大电流脉冲磁控管，这使得增加锆合金表面离子的能量成为可能。因此，获得了致密的涂层结构。通过使用具有多个同步阴极节点的磁控溅射系统，我们实现了能量增加，”托木斯克理工大学B.P.温伯格科学-教育中心副教授德米特里· 西捷列夫补充说。
专家说，在反应堆的日常运行中，这种涂层可以确保减缓锆的氧化。由于水在辐射的影响下分解，它们还可以防止合金吸收氢。在这种情况下，外壳将在较长时间内保持功能。
托木斯克理工大学是俄罗斯教育和科学部“优先2030计划”之“研究领导力”方向的参与者。大学的发展计划包括三个战略项目：“未来能源”、“健康工程”和“新工程教育”。