ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Некоторые вопросы теории из "Действие облучения на графит ядерных реакторов " Закономерности поведения графита можно качественно-объяснить на основании модели радиационных дефектов. Известно, что в структуре графита при нейтронном облучении создаются два вида дефектов — смещенные атомы и вакансии. Смещенные атомы обладают высокой подвижностью, и большая часть из них занимает вакантные места в решетке, а оставшиеся— образуют молекулярные комплексы. Размеры и число комплексов обусловлены прежде всего температурой облучения. Так, электронномикроскопические исследования показали, что при температуре облучения 150°С образуются равномерно распределенные скопления размером в 40 А. При температуре ниже 500° С, когда вакансии малоподвижны, число смещенных атомов в небольших скоплениях равно примерно числу вакансий. [c.191] Межузельные атомы вызывают рост кристаллов по оси с и небольшое их сжатие в плоскости базиса, в то время как вакансии вызывают сжатие по оси а и незначительный рост перпендикулярно к слоям [189]. [c.191] Повышение температуры облучения от 150 до 800° С и выше вызывает рост скоплений смещенных атомов до размеров, соизмеримых с размерами кристаллитов. Возникает, по существу,, дополнительная плоскость в решетке графита, представляющая собой краевую дислокацию. Размеры такой дислокационной петли увеличиваются в результате захвата диффундирующих атомов. [c.191] Основную роль в изменении параметров решетки спа играют точечные дефекты и их небольшие скопления. Петли внедренных атомов и вакансий не влияют на эти структурные характеристики [48, 80, 135]. [c.192] Изменение концентрации точечных дефектов, являющихся основой изменения макросвойств графита, в работе [32] описано системой дифференциальных уравнений. Однако эти уравнения не решены аналитически, что, естественно, затрудняет их использование. В работе [45] предложено общее уравнение изменения числа точечных дефектов со временем облучения в реакторе под действием нейтронного и -у-облучения. Поток Y-квантов в этой работе рассматривается в связи с радиационным отжигом дефектов. [c.192] Из соотношения (4.7) следует, что число образовавшихся дефектов убывает вследствие диффузии тем интенсивнее, чем выше температура. [c.193] Следовательно, размер критической области дефекта растет с температурой облучения. [c.193] Выведенное из теоретических предпосылок уравнение (4.10) хорошо описывает экспериментальные результаты по изменению параметров решетки. Вследствие накопления и трансформации дефектов параметры кристаллической решетки изменяются, вызывая деформацию кристаллов по обеим осям. [c.194] Авторы работы [197], облучая при 930° С образцы пирографита, получили зависимость относительного роста их размеров в направлении параллельном кристаллографической оси с от диаметра кристаллитов. При этом было установлено чем меньше диаметр кристаллитов, тем выше рост. [c.195] В уравнениях (4.17) все величины определяют экспериментально. Относительные изменения размеров кристаллитов можно определить при облучении рекристаллизованного пиролитического графита, который рассматривают как монокристалл. [c.197] Используя значения AXJX ,, AXJXa и вычисляя текстурные коэффициенты по измеренным коэффициентам теплового расширения, можно в соответствии с выражением (4.14) для постоянного флюенса оценить изменения линейных размеров различных марок графита в зависимости от температуры облучения. [c.197] При меньшей степени анизотропии материала (графит марки ЕР) распухание для параллельного направления с ростом температуры сменяется усадкой, величина которой при 450° С максимальна. Выше этой температуры усадка уменьшается, а Затем снова наступает распухание. Для перпендикулярного направления скорость изменения длины отрицательна и быстро убывает по абсолютной величине с ростом температуры (см. рис. 4.24). Для малоанизотропного графита марки ГМЗ зависимости относительного изменения линейных размеров от температуры для обоих направлений качественно подобны. [c.199] Нетрудно убедиться, что для рассмотренных материалов (см. рис. 4.25) имеется удовлетворительное качественное соответствие расчетных и приведенных выше, полученных экспериментальным путем данных. Количественное различие экспериментальных данных с полученным расчетом в соответствии с упругой моделью обусловлено, видимо, тем, что в этой модели не учтены внутренние напряжения зависимость скорости роста кристаллитов от совершенства материала процесс, вызывающий при высоких дозах вторичный радиационный рост изменение коэффициентов теплового расширения при облучении, а следоьательно, и текстурных коэффициентов. [c.199] Сказанное находит подтверждение, например, в опытах по низкотемпературному облучению и последующему термическому отжигу образцов пиролитического графита, осажденного при 2100 С. В этом случае после облучения при температуре 140° С флюенсом 2-1020 нейтр./см размер образцов параллельно плоскости базиса (длина) уменьшается, а перпендикулярно к плоскости базиса (толщина) значительно возрастает. В результате последующего отжига при температуре выше 1000° С происходит не только восстановление длины образцов, но и увеличение ее по сравнению с исходной. В то же время толщина образцов заметно уменьшается [61, с. 95]. [c.199] Сравнение расчетных данных, полученных как с учетом релаксации, так и без учета ее, с экспериментальными для высокоанизотропного графита, облученного при температуре 600° С, иллюстрирует рис. 4.25, Совпадение этих данных хорошее. [c.200] Вернуться к основной статье