Структура, состав и свойства сплавов рутения с кюрием и технецием

• Автор: Пичужкина, Елена Михайловна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Димитровград, Ульяновск
• Количество страниц: 114 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Глава1. Литературный обзор (постановка задачи)
1.1 Сплавы ТПЭ: способы получения
1.2 Источники ионизирующего излучения на основе кюрия-
1.3 Сплавы ТПЭ с платиновыми металлами
1.3.1 Соединения с палладием
1.3.2 Соединения с платиной
1.3.3 Соединения с иридием
1.3.4 Соединения с родием
1.4 Трансмутация технеция-
Глава 2. Получение образцов и методы исследования
2.1 Сплав рутения с кюрием-
2.1.1 Получение сплава
2.1.2 Методы исследования
2.2 Сплавы рутения с технецием
2.2.1 Получение образцов
2.2.1.1 Получение технеция и мишеней для трансмутации
2.2.1.2 Получение сплавов рутения с технецием
2.2.2 Методы исследования
Глава 3. Структура и состав сплава рутения с кюрием-
3.1 Рентгенографическое исследование исходного образца сплава
3.2 Рентгенографическое исследование образца сплава после отжига
3.3 Обсуждение результатов
Глава 4. Сплавы рутения с технецием
4.1 Рентгенографические исследования фазового состава
и кристаллической структуры сплавов Тс-Ыи

4.2 Исследование распределения рутения по глубине
образцов облученного технеция
4.3 Исследование теплофизических свойств и структуры мишеней из технеция и сплавов Тс-Ыи
4.3.1 Исследование структуры
4.3.2 Теплофизические свойства
4.4. Обсуждение результатов
Основные результаты и выводы
Список литературы

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность. Радиоактивные изотопы кюрия (Ст-244) и технеция (Тс-99) накапливаются в отработавшем ядерном топливе. Ст-244 характеризуется высокой радиоактивностью, Тс-99 - большим периодом полураспада, оба они являются экологически опасными радионуклидами. Согласно Федеральной целевой программе «Ядерные энерготехнологии нового поколения на период 2010-2015гг и на перспективу до 2020 года», одной из важнейших задач является создание технологий по переработке облученного ядерного топлива, эффективное использование и утилизация накапливаемых в нем радиоизотопов. Перспективными направлениями являются использование радиоизотопов в виде соединений для изготовления источников ионизирующих излучений, а также облучение радиоизотопов нейтронами в ядерных реакторах (трансмутация) для перевода в другие радиоизотопы с малым периодом полураспада, либо в стабильные изотопы.
Изотоп Ст-244, благодаря своим уникальным ядерно-физическим характеристикам, имеет важное практическое применение в источниках ионизирующего излучения. При создании таких источников необходимо получить соединения радионуклида, которые отвечали бы требованиям экологической безопасности, были химически инертны, удобны и технологичны в изготовлении и использовании. Такими соединениями могут быть сплавы кюрия с металлами платиновой группы. К настоящему времени получены и достаточно подробно изучены соединения кюрия с платиной, иридием, родием и палладием. На основе сплавов кюрия с платиной изготавливаются источники ионизирующего излучения для использования в промышленности и в научных исследованиях. Работы по получению и исследованию других соединений, включая соединения с последним из доступных платиноидов - рутением, продолжаются.
Трансмутация долгоживущего радиоактивного отхода технеция-99 (Р-излучатель, период полураспада 2,13Т05 лет) позволяет получать

Центральная часть установки (тигель-подложка-индуктор) закрывается герметизирующим стальным колпаком с двумя смотровыми окнами (6, рис.2.1).
Вакуумная часть установки состоит из форвакуумного насоса 2НВР и высоковакуумного агрегата с азотнокислой ловушкой.
Установка смонтирована в защитном перчаточном боксе, что позволяет производить работы с высокорадиоактивными материалами.
Металлический кюрий, необходимый для образца сплава Ии-Ст, получали торий-термическим восстановлением оксида кюрия [36]. Оксид кюрия перемешивали с опилками спектрально чистого металлического тория и прессовали на гидравлическом прессе. Полученную таблетку помещали в танталовый тигель, который подвешивали вертикально внутри маловиткового высокочастотного индуктора.
Подложка из рутения была сформирована путем прессования порошка металлического рутения (чистотой 99,9%) в таблетку диаметром 8мм и толщиной 0,3 мм с последующим отжигом ее в высоком вакууме.
Плоскую подложку из рутения устанавливали над верхней открытой частью тигля. Восстановленный кюрий конденсировали на рутениевую подложку при постепенно возрастающей температуре тигля до 2000°С в течение 5 мин. Процесс проводили в высоком вакууме (0,1 мПа).
2.1. 2 Методы исследования
Общее содержание кюрия в полученном сплаве определяли по количеству нейтронов спонтанного деления кюрия-244 методом сравнения с эталонным источником. Было установлено, что образец содержит примерно 360 мкг кюрия.
Образец исследовали рентгеновским дифрактометрическим методом при комнатной температуре на дифрактометре ДРОН-ЗМ. Использовали отфильтрованное (№-фильтр) медное Ка - излучение. Рентгенограммы записывали по точкам с шагом 0,02 град, экспозицией 2 сек и записью данных в цифровой форме. Начальную обработку рентгенограмм проводили