Активация, структурно-фазовые изменения и радиационное упрочнение ряда малоактивируемых материалов при облучении

• Автор: Хасанов, Фархат Асгатович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 168 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

Глава 1. Литературный обзор

1.1 Концепция разработки малоактивируемых конструкционных материалов

1.2 Программное обеспечение для расчета ядерных трансмутаций

1.3 Основные принципы разработки и создания малоактивируемых металлических материалов

1.4 Структурно-фазовые изменения металлических материалов при облучении

Глава 2. Методика исследований

2.1 Материалы для исследования

2.2 Панорамный элементный анализ образцов

2.3 Электронная просвечивающая микроскопия в изучении структуры материалов ‘

2.4 Облучение материалов электронами
2.5 Расчет трансмутационных ядерных изменений в металлических материалах при нейтронном облучении
Глава 3. Расчет активации и ядерных трансмутаций химических элементов. Требования* к чистоте материалов при их облучении в различных ядерных установках
3.1 Модернизация программного комплекса ACTIVA
3.2 Оценка активации химических элементов при их облучении в различных ядерных установках
3.3. Расчеты трансмутационных превращений алюминия и сплавов на его основе, облученных нейтронами различного энергетического распределения
ГЛАВА 4. Фазовые изменения при нейтронном облучении металлических конструкционных материалов
4.1. Исследование влияния плотности нейтронного потока на трансмутационные превращения ванадия, галлия, титана, хрома и кремния и выход долгоживущих радионуклидов
4.2. Оценка ядерных трансмутаций при облучении, ванадиевых сплавов нейтронами термоядерного реактора различного флюенса и их влияние на фазовую стабильность материалов

4.3. Исследование влияния трансмутационных превращений химических элементов при облучении ряда сталей быстрыми нейтронами реактора БН-600 на их фазовую стабильность
Глава 5. Структурно-фазовые изменения и радиационное упрочнение ванадия, алюминия и его сплавов при электронном облучении
5.1 Введение
5.2. Кинетическая модель зарождения и роста дислокационных междоузельных петель
5.3 Модифицированная кинетическая модель зарождения и роста дислокационных петель
5.4 Основные формулы классической теории гомогенного зарождения
5.5 Экспериментальные данные и их анализ
5.6 Кинетика радиационного упрочнения, обусловленного образованием дислокационных междоузельных петель в ванадии, алюминии и его бинарных сплавах при электронном облучении
Основные выводы диссертации
Приложение № 1 (к разделу 2.2)
Приложение № 2 (к разделу 3.1)
Приложение № 3 (к разделу 3.2)
Приложение № 4 (к разделу 3.3)
Приложение № 5 (к разделу 4.1)
Приложение № 6 (к разделу 4.3)
Приложение № 7 (к разделу 5.5)
Литература

Введение
Дальнейший прогресс в развитии ядерной энергетики в значительной степени связан с решением экологических проблем, обусловленных радиологическими аспектами демонтажа конструкций и конструктивных элементов реакторов, переработки и захоронения радиоактивных отходов. По различным оценкам общемировой ежегодный объем утилизируемых радиоактивных отходов составляет около 20 млн. тонн. Основными источниками отходов являются военные и промышленные ядерные установки, заводы по производству и переработке ядерного топлива и радиоактивные конструкции ядерных установок (стационарные реакторы, атомные-подводные лодки и др.) при; выводе последних из эксплуатации. Одним из наиболее эффективных методов- снижения объема, радиоактивных отходов является применение в реакторостроении, так называемых малоактивируемых материалов.
Основные принципы разработки и создания малоактивируемых материалов заключаются; в следующем [1]: выбор матричных и . легирующих элементов сплавов и легирующих элементов сталей, обладающих наиболее быстрым спадом наведенной радиоактивности, и ограничение до минимально возможного уровня в этих композициях, содержания примесей, образующих при нейтронном облучении долгоживущие радионуклиды. При этом по эксплуатационным свойствам и, в первую очередь, по радиационной стойкости, малоактивируемые материалы, по крайнем мере, не должны уступать сталям и сплавам, традиционно применяемыми в ядерной энергетике.
Впервые возможность применения в ядерной энергетике нетрадиционных по составу конструкционных металлических материалов, обладающих ускоренным спадом наведенной радиоактивности и высокой радиационной стойкостью, экспериментально была показана в , совместной работе ИМЕТ АНСССР и НИИАР Минсредмаш [2]. В данной работе были проведены сравнительные исследования'влияния нейтронного облучения на механические

5 = ДГ(%) = |яг5р„-100% (1.22)
На стадии стационарного распухания средняя плотность пор сохраняется практически неизменной, а скорость изменения среднего радиуса пор г определяется формулой (1.17).
Доза, при которой распухание составляет ~0,1%, называют условным порогом распухания [81]. На установившейся стационарной стадии скорость распухания в зависимости от материала и других параметров может варьироваться в пределах (0,1-1)%/сна [81,82].
В некоторых случаях после периода стационарного распухания проявляется тенденция к насыщению [67,81,82] и даже к рассасыванию пор [83]. Однако, как отмечено в работах [81,82], подобные эффекты не являются типичными для облученных металлов и сплавов.
1.4.6.3 Радиационная ползучесть
В первом приближении микроскопические механизмы радиационной ползучести, предложенные для интерпретации экспериментальных данных, можно подразделить на четыре основные группы [1]
Механизмы первой группы основаны на представлениях, что под действием внешних приложенных негидростатических напряжений кристаллическая и дефектная структура металлических материалов становится анизотропной по отношению к потокам точечных дефектов. К подобным механизмам относится механизм преимущественного зарождения дислокационных петель междоузельного и вакансионного типа соответственно в плоскостях кристаллической решетки, ортогональных и параллельных направлению приложенных напряжений [84,85] (механизм зарождения дислокационных петель, инициированного напряжениями). В эту группу можно включить и механизм [86-89], в котором междоузельные атомы и вакансии предпочтительно поглощаются дислокационными петлями и краевыми дислокациями с векторами Бюргерса, параллельными и перпендикулярными