Распухание, термодесорбционные и механические свойства бериллида титана при высокодозном нейтронном облучении

• Автор: Куринский, Петр Евгеньевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Ульяновск
• Количество страниц: 143 с. : ил.

ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ И СПЕЦИАЛЬНЫХ ТЕРМИНОВ ТЯР - термоядерный реактор;

ИТЭР - международный термоядерный экспериментальный реактор; ДЕМО - демонстрационный термоядерный реактор второго поколения; ГПУ - гексагональная плотноупакованная кристаллическая решетка; аррш - количество примесных атомов на миллион атомов бериллия;

D - коэффициен т диффузии, см2/с;

Еп - энергия нейтронов, МэВ;

F - флюенс нейтронов, м'2;

Гобл — температура облучения, К;

Тпл_ температура плавления, К;

HFR - высокопоточпый реактор (High Flux Reactor) в Петтене, Нидерланды;

JMTR — исследовательский материаловедческий реактор, Япония ТИП - горячее изостатическое прессование;

МэВ - мегаэлектронвольт;

Обл. сост. - облученное состояние;
РЭМ - растровая электронная микроскопия;
ТЭМ - трансмиссионная электронная микроскопия; сна - смещение на атом;
Г. 1-22 - обозначения термопар на ампуле в облучательном эксперименте HIDOBE-01.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
1.1. Термоядерные реакторы ИТЭР и ДЕМО
1.2. Бридерный бланкет, содержащий литий, и особенности эксплуатации берилл иевых материалов в бланкете ТЯР
1.3. Применение минисфер из бериллия в бланкете ТЯР
1.4. Перспектива использования бериллидов вместо бериллия в качестве размножителя нейтронов
1.4.1. Фазовые диаграммы и методы производства бериллидов
1.4.2. Основные физико-механические свойства бериллидов
1.5. Радиационное повреждение бериллия при нейтронном
облучении
1.6. Изучение диффузии изотопов водорода в материалах на основе бериллия и влияние окиси бериллия на параметры десорбции радиогенных газов
1.7. Выводы по главе
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТОВ
2.1. Способы производства и микроструктура образцов из
бериллида титана
2.1.1. Be-Ti образцы, полученные методом эмектродуговой
плавки
2.1.2. Be-Ti образцы, полученные с применением горячего изостатического прессования
2.1.3. Образцы из бериллида титана BeTi производства компании Brush Wellman, США

2.1.4. Бергиишевые минисферы диаметром 1 мм. производства компании N04, Япония
2.2. Облучение в реакторе НГИ
2.3. Методы исследований
2.3.1. Исследования микроструктуры и расчет, распухания по результатам исследований с использованием ТЭМ
2.3.2. Механические испытания на сжатие при постоянном нагружении
2.3.3. Термодесорбционные эксперименты
2.3.4. Ядерно-физические методы исследования поверхности
образцов
2.4. Выводы по главе
ГЛАВА 3. ИЗМЕНЕНИЕ МИКРОСТРУКТУРЫ И РАСПУХАНИЕ БЕРИЛЛИДА ТИТАНА ПРИ ВЫСОКОДОЗНОМ НЕЙТРОННОМ ОБЛУЧЕНИИ
3.1. Радиационно-индуцированное образование газовых пор и пузырьков в бериллиде титана и нелегированном бериллии
3.2. Распухание бериллида ти тана и нелегированного бериллия при нейтронном облучении
3.3. Выводы по главе
ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕРМОДЕСОРБЦИИ ТРИТИЯ ИЗ БЕРИЛЛИДА ТИТАНА И БЕРИЛЛИЕВЫХ
МИНИСФЕР
4.1. Исследования термодесорбции трития из бериллида титана
4.2. Исследования термодесорбции трития из бериллиевых минисфер
4.3. Сравнительный анализ параметров термодесорбции трития из бериллида титана и нелегированного бериллия
4.4. Физический механизм адсорбции и термодесорбции трития
из бериллиевых материалов

МэВ был использован при исследовании концентрации атомов водорода и дейтерия в вависимосж Ol ИХ МССГОНОЛОЖСПИЯ OIIIOCHieJIbHO поверхности образца (профиль глубины залегания). Двюры работы [ 601 исследовали растворимость дейтерия в бериллии и образующейся па ею поверхности ОКСИДНОЙ ПЛСНКИ путем ОТЖИТ OB В ашосфере дейтерия D2 при 1ЮСГОЯППОЙ температуре 773 К и давлении 13,3 кПа с последующим проведением юрмодееорбционных тестов для выявления физическот о характера структурных дефектов и их вклада в захват аюмов дейтерия иыухри материала. Активационный анализ, основанный па использовании ядерпой реакции
3Не + D -» л 1е + р (1.5),
был применен при построении профиля шубипы залегания для атомов дейтерия. Примечательно, что в этой рабою влияние образующейся пленки ВеО на процесс мит рации атомов дейюрия из маюриала па поверхнооъ образца так и не было зафиксировано.
Следует подчеркнуть, что во всех вышеописанных работах исследования диффузии и растворимости изотопов водорода в бериллийсодержащих образцах проводились в рамках исследовательских работ по термоядерной тематике.
Особый интерес представляет сравнительный анализ данных по свойствам бериллисвых миписфер диаметром 1 мм с образцами из бериллия других марок после нейтронного облучения в реакторе JMTR в Японии Согласно данным, приведенными в работе |61|, эффект разупрочнения после облучения бериллисвых миписфер при температурах 718, 797 и 889 К флюспсами 3,0, 4,1 и 4,3-102'1 п/м2, соответственно, был не столь ярко выраженным как в случае использования материалов, полученных методами порошковой мсталлуртии (горячее прессование,