Исследование влияния взаимодействия ионов 12С с ядрами 27Аl на механические свойства алюминиевых мишеней в процессе облучения

• Автор: Гофман, Юрий Иосифович
• Шифр специальности: 01.04.16, 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Харьков
• Количество страниц: 121 c. : ил

ГЛАВА I. ПОВРЕЖДАЮЩАЯ СПОСОБНОСТЬ ВЫСОКОЭНЕРГЕТИЧНЫХ
ТЯЖЕЛЫХ ИОНОВ
1.1. Сечение образования смещений
1.2. Выбор каскадной функции
1.3. Расчет сечения образования смещений при резерфордовском рассеянии
1.4. Вклад ядерных реакций с тяжелыми ионами
в дефентообразование

1.5. Выход смещенных атомов в мишени из Ж ,

облучаемой ионами С
ГЛАВА 2. РАДИАЦИОННО-СТИМУЛИРОВАННАЯ ПЛАСТИЧЕСКАЯ ДЕФОРМАЦИЯ ПРИ РЕЛАКСАЦИОННЫХ И КРАТКОВРЕМЕННЫХ МЕХАНИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЯХ В ПРОЦЕССЕ ОБЛУЧЕНИЯ
2.1. Анализ релаксационных экспериментов
2.2. Радиационная релаксация напряжений
2.3. Изменение деформирующего напряжения при кратковременных механичесних испытаниях
в процессе облучения
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ МЕТОДИКА
3.1. Блок-схема экспериментальной установки
3.2. Характеристики ионного пучка и его вывод из циклотрона
3.3. Диагностика и мониторирование пучка ионов
3.4. Мишени

3.5. Динамометрия
3.6. Система нагружения мишени
3.7. Контроль температуры
3.8. Рабочая ячейка установки
ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

4.1. Циклирование тока ионов С при активной деформации алюминиевых мишеней
4.2. Многократный физический предел текучести
в процессе облучения

4.3. Релаксация напряжений в мишенях из

на пучке ионов А С
4.4. Обсуждение результатов
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

В последнее время в нашей стране и за рубежом получили развитие исследования влияния взаимодействия заряженных частиц с металлическими мишенями на их механические свойства в процессе облучения [I]. Эта проблема имеет важное значение как с научной точки зрения для понимания физической природы явлений, сопровождающих прохождение излучения через вещество, так и для ряда прикладных задач. Сейчас стало особенно ясно, что без анализа фундаментальных физических закономерностей влияния взаимодействия излучения с веществом на его свойства невозможно прогнозирование поведения материалов в радиационных полях новых типов ядерных энергетических установок и, в особенности, термоядерных реакторов [2]. Недостаточное понимание физики процессов, приводящих к радиационному повреждению, и, связанное с этим отсутствие материалов с повышенной радиационной стойкостью, в том числе и по механическим свойствам, являющихся одними из важнейших, сдерживает дальнейшее развитие ядерной энергетики, заставляет эксплуатировать уже действующие установки в пониженных режимах, что приводит к большим экономическим потерям [1,3] . А именно для исследования физических механизмов эксперименты на ускорителях имеют большие преимущества перед реакторными испытаниями. Это связано прежде всего с тем, что при работе на ускорителях имеются значительно лучшие возможности для контроля экспериментальных параметров. Использование заряженных частиц, имеющих более высокую повреждающую способность по сравнению с нейтронами, позволяет, в ряде случаев, ускорить процесс радиационного повреждения и, следовательно, приводит к большому выигрышу времени. Немаловажно также то, что на ускорителях облегчен доступ к облучаемым мишеням, они в меньшей степени

£т = е0 ехр (- ) ' (63)
где /110 - энергия активации; V - активационный объем; и
постоянная Больцмана; Т - температура; б0 - предэкспоненци-альный множитель, слабо зависимый от напряжения и температуры; су* - эффективное напряжение.
Эффективное напряжение определяется как [88,89]
а*=сг-02: , (64)
где 61 - внутреннее напряжение.
Разрешая выражение (63) относительно (Т* с учетом уравнения (64-) получаем для разности эффективных напряжений без облучения и во время облучения [б9] :
Д(Т*=- ^ Ип Л , (65)
где Тр - температура во время облучения; дТ-Тр-Т , где Т - температура без облучения.
Из формулы (65) следует, что первое слагаемое соответствует разности эффективных напряжений во время облучения и без него при постоянной температуре, а второе слагаемое соответствует разности эффективных напряжений при скачке температуры дТ без облучения, то есть тепловому эффекту. Таним образом, в рассматриваемом случае радиационный и тепловой вклады в разность эффективных напряжений разделяются, что, в принципе, позволяет выделить радиационный эффент при кратковременных механических испытаниях с постоянной скоростью деформации. Из (65) также следует, что [б9]
~ ~Г’ Т ' (б6)
при &р« Ё
Измеряемая в эксперименте разность деформирующих напряже-