ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Теплопроводность из "Действие облучения на графит ядерных реакторов " Вследствие воздействия на, материал нейтронного облучения его свойства суш.ественно изменяются. Изменение кристаллической структуры графита проявляется в росте размера элементарной ячейки вдоль кристаллографической оси с и сокращении— вдоль оси а уменьшении размеров кристаллитов, определяемом по ширине рентгеновских дифракционных линий снижении степени упорядоченности. Поэтому установление общих закономерностей изменения структурных характеристик углеродных материалов в зависимости от условий облучения (дозы,, температуры) и от исходных значений их позволит лучше понять механизм радиационного изменения свойств конструкционного графита. [c.99] Таким образом, методы определения диаметра и высоты кристаллитов по формуле Селякова — Шеррера могут быть использованы для облученных, а также обладающих невысокой степенью совершенства материалов. iB этом случае правильнее говорить не о размерах кристаллитов, а о диаметре и высоте областей когерентного рассеяния (ОКР). [c.100] Облучение каждой такой серии образцов выполнено в одинаковых условиях по дозе и температуре. [c.101] В результате облучения параметр решетки увеличивается и тем сильнее, чем ниже температура облучения и выше накопленная дрза (рис. 3.2). Общий характер зависимости параметра с от температуры обработки сохраняется тот же, что и у необлученного материала. В то же время относительный прирост параметра А с/с у не-графитированных образцов заметно выше, чем у графитирован-ных, по крайней мере до температуры облучения 200° С (см. рис. 3.2). Для графитированных образцов А с/с мало зависит от совершенства кристаллической структуры и в первом приближении может быть принято одинаковым для разных материалов. Поэтому при построении зависимостей относительного изменения параметров кристаллической решетки от дозы облучения можно использовать данные, полученные на образцах различных марок графита, в том числе и зарубежных [187, 220]. [c.101] Относительное изменение размеров ОК.Р при облучении в значительно разупорядоченных структурах (соответствует обработке материала при температуре ниже 2000° С) близко к нулю. По мере увеличения совершенства кристаллической структуры относительное изменение размеров ОКР возрастает, и для графита, термообработанного при температуре выше 2400° С, становится практически постоянным. Увеличение температуры облучения уменьшает этот эффект (табл. 3.2). [c.101] Физический смысл входящих в уравнение коэффициентов будет рассмотрен в разд. 4.9 на основе теории радиационных нарушений, предложенной Балариным. [c.104] Таким образом, предполагается, что изменение параметров кристаллической рещетки и размеров кристаллитов графита обусловлено в основном протеканием двух конкурирующих процессов — накоплением точечных дефектов и их отжигом и образованием комплексов. [c.105] Найденные значения средних энергий активации миграции дефектов к комплексам позволяют, используя данные об энергии активации различного типа дефектов из работы [220, р. 565], предположить, что Основными подвижными дефектами в графите при облучении являются молекулы С2, имеющие два неспаренных спина, которые могут быть зарегистрированы методом электронного парамагнитного резонанса. Действительно, проведенные на образцах, облученных при различной температуре, измерения (59, с. 77] показали наличие таких спинов с концентрацией 10 в расчете на один повреждающий нейтрон. Энергия активации дефектов при рекомбинации оказалась выше, чем при росте комплексов. Но она примерно в два-три раза ниже энергии активации при термическом отжиге дефектов, т. е. рекомбинация при Ьблучении для той же температуры, что и при термическом отл иге, протекает легче. [c.106] Характер зависимости показателей текстуры от температуры предварительной обработки для облученных и необлученных образцов аналогичен. Как видно из представленного на, рис. 3.5 графика, это справедливо для обоих показателей текстуры К и п. Наблюдаемое небольшое уменьшение показателя текстуры при нейтронном облучении можно объяснить деформацией кристаллитов вследствие искривления графитоподобных слоев. В совершенных графитах размеры кристаллитов больше, и вклад их искажения в текстурованность материала тоже больше по сравнению i менее совершенным по кристаллической структуре материалом. Это обстоятельство нашло отражение в обобщенной зависимости для всех исследованных материалов, в которой показатель текстуры снижается при облучении тем значительнее, чем выше он был в исходном состоянии (рис. 3.6). [c.106] В результате облучения теплопроводность резко падает, на что обраш.ено внимание еще в первых работах по графиту 130, с. 15, 325 74]. Была отмечена максимальная скорость падения % в начальный период облучения. [c.107] Абсолютная величина изменения теплопроводности при облучении связана со степенью совершенства кристаллической структуры графита она тем выше, чем выше степень графита-цин, для плохо графитирующихся материалов абсолютное изменение теплопроводности невелико [220, р. 593]. [c.109] Тройных пирографитов это не справедливо, так как близкая к нулю теплопроводность в направлении перпендикулярном к поверхности осаждения после облучения не только не снижается, а, наоборот,возрастает. [c.109] Угол наклона прямых, приведенных на рис. 3.8, для постоянного (и достаточно высокого) флюенса нейтронов зависит от температуры облучения и с увеличением ее растет (термическое сопротивление падает). Независимость относительного изменения теплопроводности от вида материала позволяет при построении зависимостей от флюенса использовать данные, полученные на различных графитовых материалах. Такие зависимости изменения термического сопротивления (К) отечественных графитовых материалов, облученных при различной температуре, приведены на рис. 3.9. [c.109] Уменьшение коэффициента теплопроводности объясняют дополнительным фононным рассеянием на вакансиях, образующихся в базисных плоскостях, и комплексах внедренных атомов [Ml, 239]. Отсюда понятна аналогия уравнений (3.1) и (3.4). [c.110] Полученное противоречие обусловлено тем, что величина t в уравнении (1.17) отождествлена с определяемыми рентгеновскими дифракционными методами размерами областей когерентного рассеяния Lav В результате облучения размеры ОКР становятся меньше, но уменьшение коэффициента теплопроводности при этом более значительно, чем это следует из уравнения Дебая. Следовательно, изменение теплопроводности обусловлено не только изменением размеров ОКР, но и рассеянием фононов на радиационных дефектах. [c.111] Из табл. 3.4 можно видеть, что изменения в высокосовершенном пирографите при облучении существенно выше, чем в искусственном графите. [c.112] Вернуться к основной статье