ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Основные факторы, влияющие на материалы при облучении из "Действие облучения на графит ядерных реакторов " Атомные смещения при у-облучении маловероятны и явля- ются вторичными процессами, вызванными действием электронов, выбитых у-квантами. Облучение заряженными частицами— электронами, протонами, а-частицами, I осколками деления к др.—вызывает ионизацию и смещение атомов. [c.87] Выражение (2.4) свидетельствует о том, что после замедления первично выбитого атома до пороговой энергии ионизации вся оставшаяся энергия тратится на упругие столкновения. [c.88] Следует отметить, что имеются теории, несколько отличные от модели Кинчина и Пиза [35], но практически все они дают приблизительно равные значения v(E). Йаслуживают внимания лишь поправки Гурвица и Кларка, вычисленные для бериллия и углерода. [c.88] В конце пути первично выбитого атома создается лавина смещений и возникает некоторая область с высокой концентрацией дефектов. Эта область называется зоной или пиком смещения и имеет размеры порядка 20—100 А. В момент выделения энергии вещество в зоне расплавляется, часть атомов покидает зону. Через 10 ° с энергия из зоны отводится в окружающее пространство и атомы зоны конденсируются, повторяя решетку окружающей матрицы. При этом большинство возникших пар Френкеля рекомбинирует, однако зона все же оказывается насыщенной точечными дефектами. В дальнейшем концентрация дефектов в зоне понижается в результате теплового отжига. Скорость отжига определяется температурой образца. [c.89] По мере облучения может происходить повторное смещение уже дефектных атомов решетки. Это случается в момент перекрытия зон смещения. Такого рода процессы, называемые радиационным отжигом, приводят к насыщению зависимости концентрации дефектов от дозы облучения. [c.90] Эксперименты подтверждают основные положения описанного механизма дефектообразования. Однако переход точечных дефектов в более сложные образования, одновременное присутствие в облученном материале дефектов разного типа и другие явления усложняют картину получаемых результатов. Модели радиационного повреждения, как правило, основаны на рассмотрении концентрации дефектов, которая обычно не может быть измерена непосредственно, поэтому важным является вопрос о соотношении между свойствами и их изменениями, наблюдаемыми экспериментально, и концентрацией дефектов. Еще одно затруднение состоит в том, что дефекты различного типа (мел узельные атомы, вакансии, комплексы и т. п.) различным образом влияют на те или иные свойства материала. Поэтому полная картина радиационных нарушений может быть рассмотрена только для определенного материала в каждом конкретном случае. [c.90] Одним из важных эффектов воздействия облучения на вещество является изменение размеров кристалла. При образовании вакансии, когда окружающие ее атомы не релаксируют, происходит уменьшение плотности. Это связано с тем, что атом, покинувший узел решетки и вышедший на поверхность, увеличивает объем кристалла. Поскольку масса остается постоянной, происходит уменьшение плотности. Наоборот, если образуется межузельный атом, плотность увеличивается. При отсутствии релаксации соседних с дефектом атомов параметр кристаллической решетки не изменяется. [c.90] Температура—один из основных факторов, влияющих на степень радиационных нарушений в материалах. Бомбардировка нейтронами приводит к образованию точечных дефектов, дальнейшая судьба которых определяется температурными условиями. Миграция дефектов к местам стоков, аннигиляция парных дефектов Френкеля, образование комплексов и другие диффузионные (процессы связаны с температурой. Число смещенных атомов в момент взаимодействия излучения с веществом при низкой и высокой температуре одинаково однако, так как подвижность дефектов при высокой температуре больше, они скорее аннигилируют. Это приводит к уменьшению концентрации дефектов, а следовательно, к меньшему изменению свойств при облучении. [c.91] Образование значительного числа комплексных дефектов происходит только при наличии некоторой устойчивой концентрации простых дефектов. При низкой температуре, когда концентрация точечных дефектов достаточно высока, возможен качественный переход этих дефектов в более сложные образования. При этом кристаллическая решетка постепенно переходит 1в аморфное состояние. Облучение материалов при высокой температуре может приводить к упорядочению крупных дефектных образований, повторяющих основную решетку, но с большим периодом [179]. [c.91] Конструкции, используемые в ядерных реакторах, рассчитаны на работу при определенной температуре, отклонение от которой может вызвать значительные изменения свойств материалов. Известно, что изменение температуры облучения может приводить к несовместимости различных материалов, к фазовым превраш,ения М и т. д. [c.92] Градиенты температуры в элементах конструкций вызывают направленную Диффузию и могут, изменять свойства материала. Изменение температуры в процессе облучения может вызвать не только изменение свойств, но и создать опасные ситуации при эксплуатации реакторов. Например, используемый в качестве замедлителя графит при облучении при низкой температуре может запасать энергию до 700 кал/г и более. При увеличении температуры эта энергия может выделиться и привести к резкому увеличению температуры графита. [c.92] На изменение свойств материалов влияют и другие условия облучения спектр и плотность падающих частиц, среда, напряженное состояние и т. п. Однако, как правило, основными параметрами являются температура и доза облучения (или флюенс). [c.92] Вернуться к основной статье