Радиационно-термические эффекты изменения физико-механических свойств реакторных материалов при облучении нейтронами и заряженными частицами высоких энергий

• Автор: Хофман, Анжей
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Дубна
• Количество страниц: 365 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ.
Введение
Глава 1. Физико-механические свойства и структурно-фазовые превращения топливных, поглощающих и конструкционных материалов ядерных реакторов деления
1.1. Влияние термических воздействий на фазовые превращения и коррозионную стойкость реакторных материалов
1.1.1. Уран и его сплавы
1.1.2. Цирконий и его сплавы
1.1.3. Хромо-никелевые стали и сплавы
1.2. Воздействие нейтронного облучения на реакторные материалы
1.2.1. Структура и свойства топливных материалов
1.2.2. Структура и фазовый состав поглощающих материалов и замедлителей
1.2.3. Прочность и пластичность конструкционных материалов
1.3. Комплекс оборудования для облучения и исследования реакторных материалов
1.3.1. Петлевые и ампульные установки для облучения реакторных материалов
1.3.2. "Горячие" исследовательские камеры и боксы и их назначение
Глава 2. Методические особенности имитационных исследований с использованием тяжелых высокоэнергетических ионов. Изменения физико-механических свойств и структуры конструкционных материалов ядерных реакторов
2.1. Актуальность научной проблемы. Цели и задачи имитационных
исследований

2.2. Установки и ионные каналы для облучения материалов на ускорителях тяжелых ионов ФЛЯР
2.2.1. Краткая характеристика ускорителей тяжелых ионов ФЛЯР
2.2.2. методы регулирования и контроля режимов облучения
2.2.3. Подготовка образцов для облучения и послерадиационных исследований
2.3. Исследование физико-механических свойств
2.3.1. Изучение радиационного упрочнения, прочности и пластичности конструкционных материалов
2.3.2. Исследование структуры и фазового состояния
Глава 3. Экспериментальные результаты имитационных исследований
радиационной повреждаемости конструкционных материалов
ядерных реакторов
3.1. поведение металлов с ГЦК решеткой при облучении высокоэнергетическими тяжелыми ионами
3.2. Изменение физико-механических свойств циркония при облучении нейтронами и тяжелыми ионами
3.3. Моделирование с помощью воздействия высокоэнергетических
ионов влияния осколков деления на свойства циркония
3.4. Радиационные эффекты изменения свойств ванадия и его
сплавов при облучении нейтронами и тяжелыми ионами
3.4.1. Радиационное упрочнение ванадия и его сплавов
3.4.2. влияние температуры отжига на развитие процессов "упрочнение-разупрочнение"
Глава 4. Влияние облучения нейтронами и тяжелыми ионами на изменение механических свойств и структуры хромо-никелевых аус-
тенитных сталей
4.1. Прочность и пластичность сталей при облучении

4.2. Радиационно стимулированные структурные изменения в сталях, влияние температуры облучения
4.3. Взаимосвязь механических свойств и структуры облученных
сталей
4.4. корреляция изменения механических свойств при облучении
сталей нейтронами и тяжелыми ионами
Глава 5. Практические аспекты использования результатов исследований в отраслях атомной науки и техники
5.1. Вакуумная металлургия урана
5.2. Кинетика превращений в сплавах U-Cr
5.3. Метод получения порошка урана
5.4. Коррозия под напряжением сплавов Zr
5.5. Особенности методик радиационных испытаний применительно
к имитационным исследованиям
5.6. Общность элементарных процессов радиационного повреждения
и корреляция испытаний тяжелые ионы нейтроны
5.7. Использование экспериментов облучения высокоэнергетическими частицами для исследования общих проблем материаловедения
Заключение
Литература

(0,0087 СМ2/СМ3) ИЛИ Zr-2,5% Nb (0,0091 CM2/CM3).
В результате отработки конструкции тепловыделяющих элементов и технологии производства количество поврежденных тепловыделяющих элементов было уменьшено до 0,02-0,06% [75]. В настоящее время считается установленным, что повреждения тепловыделяющих элементов возникают главным образом при изменениях мощности из-за механическо-химического воздействия топлива с оболочкой. Причем это воздействие обусловлено разницей температур оболочки и топлива, меньшим (в 1,5-2 раза) коэффициентом термического расширения сплавов 2г по сравнению с UOg, а также выходом из сердечника твэл агрессивных газовых продуктов деления. Основным механизмом, который ответственен за эти повреждения, принята коррозия под напряжением (SCC-stress corrosion cracking).
Пострадиационные исследования облученных потерявших герметичность твэлов выявили мелкие трещины, которые располагаются обычно против радиальных трещин в таблетке топлива. Характер повреждений изменяется по длине трещины: возникает оно как хрупкое и разветвленное на внутренней поверхности оболочки, а затем переходит в пластическое на внешней поверхности. Трещины имеют транскристаллический или интеркристаллический вид, что зависит от скорости распространения трещины.
Одновременно с этим было установлено, что существует строгая зависимость между повреждениями и образованием и накоплением продуктов деления. Экспериментальные данные позволяют прийти к выводу, что продукты деления вызывают характерное развитие повреждений, в том числе:
- зарождение трещины при отсутствии пластичной деформации;
- задержки разгерметизации (на несколько часов) начиная с увеличения мощности и сигналом о повреждении твела.
Если же под оболочкой продукты деления отсутствовали, например, в случае если таблетки необлученного U0 находились в облученном сплаве