ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Доза и температура облучения из "Действие облучения на графит ядерных реакторов " Примечание. Термообработка графита при 2500 °С, степень совершенства кристалли- ческой структуры и коэффициент термического расширения у всех композиций одинаковы. [c.176] ВИЙ облучения температуры, дозы, спектра нейтронов и т. д. [c.176] При облучении в области температуры 100—300°С проявляются анизотропные свойства графита. Высокотекстурованные анизотропные материалы испытывают рост в направлении преимущественного расположения с-осей кристаллитов и сжатие в перпендикулярном направлении, в то время как для изотропных материалов характерно увеличение размеров и в том и в другом направлении. При температуре яй100°С распухание может достигать 10—12%. Эффект изменения размеров уменьшается с повышением температуры облучения. Совершенство кристаллической структуры практически не сказывается на размерных эффектах при температуре облучения до 250—300° С, если размер кристаллитов больше 200 А, что характерно для реакторного графита. [c.176] При высокотемпературном облучении (450—1300° С) все графитовые материалы испытывают усадку в обоих направлениях, причем с большей скоростью вдоль оси выдавливания материала. Законо1мерности размерных изменений для этой температурной области имеют сложный характер. При флюенсе 10 нейтр./см сжатие увеличивается практически линейно с дозой, В интервале температуры 700—900° С скорость усадки мало зависит от температуры облучения, а при температуре выше 900° С снова возрастает. [c.176] Для отечественного графита марки ГМЗ характерна невысокая анизотропия формоизменения [26]. Снижение распухания графита с температурой облучения выше 300° С сменяется его усадкой. Величина последней для 450—600° С максимальна. Выше 450—600° С абсолютная величина усадки снижается. Для перпендикулярно ориентированных образцов облучение при 700—800 С флюенсом 1,5-1022 нейтр./см вызывает смену усадки вторичным распуханием (рис. 4.8). [c.177] Для анизотропных зарубежных реакторных графитов (табл. 4.13) свойственна высокая анизотропия размерных изменений. Облучение при температуре ниже 250° С графита марки SF вызывает рост образцов, вырезанных перпендикулярно к оси продавливания, и сжатие — в параллельном направлении. Эффект радиационного формоизменения при повышении температуры облучения снижается. Выше 250° С перпендикулярно ориентированные образцы испытывают усадку. Параллельно ориентированные образцы также усаживаются, но с большей скоростью (рис. 4.9). [c.177] Примечание. 1. Приведены значения для параллельного (в числителе) н перпенди-кулярного (в знаменателе) направлений преимущественного расположения плоскостей базиса. [c.178] Выше 250° С рост сменяется сжатием. В параллельном оси продавливания направлении имеет место усадка, величина которой с ростом температуры облучения снижается. Максимальный уровень усадки перпендикулярно ориентированных образцов наблюдается при температуре облучения 400—440° С и флюенсе нейтр./см и составляет 2%. В результате последующего облучения первоначальные размеры восстанавливаются и начинается вторичный рост, скорость которого при указанной температуре невысока. [c.179] Повышение температуры облучения снижает как абсолютную величину усадки, так и соответствующую ей дозу, подобно тому как это имеет место у графита SF. Вторичный рост при температуре 550—600° С происходит более интенсивно, и его уровень достигает 16% после облучения флюенсом 2-10 нейтр./см . [c.179] Зависимость от флюенса нейтронов относнтельного изменения длины Д / образцов пиролитического графита с различной степенью анизотропии, охарактеризованной фактором анизотропии Бэкона [161]. Ориентировка образцов параллельно (Ц) кристаллографической оси с (перпендикулярно к плоскости осаждения) и перпендикулярно (J ) к ней. (Облу-чение при температуре 840—980° С). [c.181] Для пиролитического гра,-фита также свойственна усадка в направлении, параллельном плоскости осаждения (вдоль базисных плоскостей) и рост в перпендикулярном направлении, что иллюстрирует рис. 4.12. На нем, по данным работы [161], построены зависимости облученных в одинаковых температурных условиях (при 840—980° С) образцов пиролитического графита с различной степенью предпочтительной ориентации от флюенса нейтронов. Из рис. 4.12 видно, что уменьшение степени анизотропии, характеризуемой бэконовским фактором, от 2,2 до величины, меньшей 1,10 (сопровождаемое снижением плотности от 2,1 до 1,95 г/см ) значительно уменьшает как абсолютную величину роста, так и сжатие в указанных направлениях. [c.181] Повышение температуры облучения от 400 до 750° С образцов изотропного графита на основе гилсонитового кокса приводит к снижению уровня их сжатия и дозы, соответствующей максимальной усадке [193]. У изотропного графита RP-4 (см. табл. 4.13), графитированного при той же температуре, что и SF, изменение размеров анизотропно (рис. 4.13). [c.182] Из приведенных выше закономерностей размерных изменений образцов различных марок графита видно, что наиболее длительным по времени процессом является радиационная усадка графита. Ее скорость практически постоянна при облучении флюенсом до 10 2 нейтр./см по крайней мере при температуре до 700—800° С. Интересно определить зависимость скорости формоизменения графита от температуры облучения. [c.184] Прежде всего, скорость формоизменения анизотропна. Усадка выше в направлении, совпадающем с преимущественным расположением плоскостей базиса. У высокоанизотропных материалов типа пиролитического и рекристаллизованного графита скорости размерных изменений экспоненциально снижаются при повышении температуры облучения. [c.184] Таким образом, с ростом температуры облучения до 400— 450° С наблюдается резкое снижение скорости распухания образцов в направлении перпендикулярном к оси продавливания. Размерные изменения изотропных и анизотропных марок графита в этом температурном интервале для направления, параллельного оси продавливания, имеют различный знак. В интервале 400—800° С температура облучения не так резко влияет на скорость сжатия графита. Выше 800° С сжатие резко увеличивается. Флюенс, необходимый для перехода ко вторичному росту, уменьшается (рис. 4.17). [c.185] При рассмотрении изменения объема образцов американского графита SF, представленного на рис. 4.18, прослеживается зависимость от флюенса и температуры облучения. При росте температуры от 400—475 до 950—1050° С максимальная усадка снижается по абсолютной величине от 8,5 до 5%- При этом снижается и флюенс, соответствующий максимальной усадке от 15-10 до S-lO i нейтр./см . Однако облучение при температуре выше 1200° С снова увеличивает усадку. Максимальная ее величина (8,5%) соответствует флюенсу 7Х XlQ2 нейтр./см2. Более того, при данной температуре облучения не происходит такого интенсивного распухания, как при более низкой температуре. [c.186] Если вычислить объемное изменение образцов высокоанизотропного рекристаллизованного графита (см. рис. 4.11), то окажется, что оно близко к нулю, т. е. сильная деформация в параллельном и перпендикулярном направлениях происходит без изменения объема материала. У облученных при 840—980° С образцов пирографита, отличающихся анизотропией свойств [161], радиационное изменение объема в пределах разброса экспериментальных данных также равно нулю. [c.187] Вернуться к основной статье