Моделирование десорбции гелия из облученных материалов

• Автор: Салих-заде Полад Фуадович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Ульяновск
• Количество страниц: 115 с. : ил.

Основные использованные обозначения и сокращения

р - скорость нагрева, °К/с

Еа - энергия активации выхода газа из порошинки, эВ

Ed - энергия активации диффузиигелия, эВ

Р - давление газа в нутрии трубки, атм.

т - тангенциальное напряжение, возникающие в оболочке, Па

g- кинетический коэффициент, м2/с

D- коэффициент диффузии, м2/с

N - концентрация атомов газа, находящийся на некотором центре накоплении, 1/см3

С- концентрация растворимых атомов газа в решетке облученного материала, 1/ см3 Т- температура нагрева, К ВОС - вызванная облучением сегрегация ВТРО - высокотемпературное радиационное охрупчивание СНА - число смещений на атом ТДС - термодесорбционная спектрометрия ТД - термо десорбция

ТСРК - термостимулированное разрушение комплексов

Appm - atomic parts per million (число атомов газа на миллион атомов метала)

Глава I. Влияние и роль инертных газов в реакторных материалах (литературный обзор)
1.1. Проблема накопления гелия в реакторных материалах
1.2. Источники накопления гелия в реакторных материалах
1.3. Поведение гелия в материалах
1.4. Отжиг радиационных дефектов в твердых телах
1.5. Теория и методика проведения эксперимента
1.5.1. Нагрев при постоянной температуре 2
1.5.2. Линейное нагревание
Глава II. Модели десорбции газа из облученного материала
2.1. Общая модель и модельные приближения
2.2. Сферическая модель десорбции
2.3. Плоская модель десорбции
Глава III. Исследование спектров термодесорбции из облученных материалов
3.1. Термостимулированное разрушение комплексов и кластеров
дефектов
3.2. Исследование спектров термодесорбции по материалу
Карбид бора (В4С)
3.3. Исследование спектров термодесорбции по материалу
Карбид кремния (вЮ)
3.4. Исследование спектров термодесорбции по материалу
Вольфрам (¥)
3.5. Исследование спектров термодесорбции по материалу
Никель (N1) и Ванадий (V)

Глава IV. Модель выхода газа из пэл
4.1. Поведение гелия в пэл с порошковой засыпкой из карбида бора
4.2. Расчетные уравнения модели
4.3. Определение коэффициента просачиваемости гелия через порошок карбида бора
4.4. Моделирование проектной аварии
Выводы к диссертации
Публикации автора диссертации
Приложение 1 (Исследовательские программные продукты)
1. Программное обеспечение по исследованию спектров термодесорбции
2. Программное обеспечение для моделирования выхода
газа из пэл
Приложение 2 (База данных по выходу гелия из облученных
материалов)
Список литературы

Пик на рис. 3.1 и рис. 3.2, наблюдающийся при более низкой температуре (100 - 150 °С), удовлетворительно описывается формулой (3.8) с £,,=0.23 эВ. Высокотемпературный пик (800 - 1000 °С) имеет сложную структуру и удовлетворительно описывается в предположении, что состоит из двух пиков с энергиями активации Ев =0.64 эВ и Ес =0.75 эВ. Сплошная линия соответствует суммарной скорости выделения гелия с центров А, В и С, с указанными выше энергиями активации (расчет скорости выделения для каждого из центров проводился с помощью формулы (3.8)).
Энергия активации диффузии, согласно [104], составляет 0,36 эВ. Близость этого значения энергии активации диффузии и рассчитанной при обработке первого максимума энергии активации свидетельствует о том, что первый при повышении температуры пик выхода гелия дают атомы газа, растворенные в матрице, а не находящиеся на центрах захвата. Более низкое значение энергии активации первого максимума по сравнению с энергией активации диффузии может быть объяснено тем, что при облучении в материале образуется плотная дислокационная сетка, которая образует «пути ускоренной диффузии» и снижает энергию активации диффузии [111].
Близкие значения энергий активации и близкий температурный интервал разрушения дефектов сорта В и С позволяют сделать предположение об их родственной структуре. Скорее всего, данные центры имеют одинаковый состав, но отличаются размером или пространственным расположением. В этом предположении можно не разделять центры накопления гелия В и С и говорить о дефектах одного типа, характеризующихся энергией активации, лежащей в диапазоне 0.64-0.75 эВ.
Таким образом, будем считать, что при исследовании спектров термодесорбции наблюдаются дефекты двух типов. Аналогичная ситуация наблюдается при исследовании спектров термодесорбции в карбиде кремния, имплантированного ионами гелия [112]. Авторы связывают пик, наблюдающийся при более низких температурах, с разрушением кластеров из междоузельных атомов гелия, а высокотемпературный пик, имеющий