Графит влияние облучения

Углерод — неметаллический элемент, однако он обладает многими металлическими свойствами. Он существует в различных аллотропных формах, обладающих различными свойствами от чешуйчатого графита, который очень мягок и обладает относительно хорошими тепловыми и электрическими свойствами, до твердого и хрупкого алмаза, имеющего относительно плохие тепловые и электрические свойства. Графит очень широко используют в реакторостроении вследствие его превосходных данных как замедлителя, из-за его доступности, большой прочности при высоких температурах, легкости обработки и надежности. Поэтому было проведено много исследований по определению влияния облучения на этот материал. [c.184]

Облучение при комнатной температуре приводит к увеличению прочности и твердости графита и уменьшению электро- и теплопроводности. Абсорбция кислорода графитом усиливается при облучении [185], а реакционная способность графита при наличии радиационного поля увеличивается [60, 95]. Количество энергии, поглощенной решеткой графита (энергия Вигнера), увеличивается во время облучения, что соответствует увеличению энтальпии [226]. Большинство радиационных нарушений в графите может быть удалено при помощи термического отжига после облучения, хотя в некоторых случаях требуется нагрев почти до температуры графитизации. Графит очень чувствителен к радиационному отжигу, вследствие чего облучение при повышенных температурах приводит к понижению числа радиационных нарушений. Далее обсуждается влияние облучения на свойства графитов. [c.185]

Из рис. 4.33 видно, что коэффициент теплопроводности (наклон кривых) изменяется от отрицательной величины для необлученного графита до положительной для графита, облученного потоком 6,4-102 нейтрон см при 30° С. Сообщалось, что температура облучения оказывает небольшое влияние на порог насыщения теплопроводности в зависимости от дозы облучения [191]. Графит SF, облученный при 30 и 400° С, имеет этот порог в обоих случаях примерно при 1,9-1021 нейтрон см . Абсолют-75 100 125 150 175 200 изменение теплопроводности на- [c.190]

Структура пиролитического графита зависит от температуры и скорости процесса. Сравнительно мало известно о влиянии облучения на пиролитический графит. Для исследования использовали пиролитический графит с ориентированной структурой и пористостью менее 3% [25]. Пиролитические графиты приближаются по структуре к идеальному графиту с минимальным числом пор или вакантных мест, которые могут быть заняты смещенными атомами, Так как основными эффектами разупорядочения (вследствие облучения) являются создание электронных ловушек и общее увеличение [c.201]

Исследования влияния облучения на физико-механические свойства материалов, используемых в реакторах, дали толчок для систематического изучения природы радиационных нарушений. В результате графит оказался первым материалом, в котором были обнаружены структурно-физические изменения его свойств под действием нейтронного облучения. Изучение радиационных нарушений в графите значительно расширяет круг вопросов материаловедения и физики твердого тела, а также исследования и разработки экспериментальных методов определения свойств материалов в процессе облучения. [c.6]

Гелий 154 Генератор 27, 236 Горелки 29 Графит 98 взаимодействие с СО2 101 влияние облучения 100 накопленная энергия 101 размерные изменения 100 [c.253]

Содержание в составе материала при его получении различного количества связующего приводит к различным размерным эффектам при облучении. Влияние содержания в графите пека на изменение его размеров может быть проиллюстрировано на специально отпрессованных вариантах графита марки МПГ, для чего использовали мелкодисперсные наполнители — коксы электродный и крекинговый. Связующим служил пек. Полученные образцы обладали достаточной изотропией свойств. Радиационный эффект при увеличении содержания пека в них уменьшался (табл. 4.7) после облучения при 270—320° С флюенсом 6,5-102° нейтр./см2. [c.164]

Было установлено, что структурные несовершенства, вызванные облучением, оказывают сильное влияние на скорость окисления, причем наиболее интенсивно реакция протекает вблизи пор и по границам зерен. Образование межузельных атомов в кристаллической решетке, как полагают в работах [127, 216], способствует реакции окисления, однако единая то ка зрения на это отсутствует. Противоречивость литературных данных не позволяет представить весь процесс взаимодействия графита с газовым потоком в целом и тем более судить о реакции окисления графита в нейтронном поле. На каталитическое действие структурных дефектов, вызванных облучением нейтронами и способствующих окислению, указано в работе [200]. В предварительно облученном реакторном графите скорость окисления возрастает в шесть раз по сравнению с необлученным материалом. [c.208]

Окись алюминия. Влияние облучения на стабильность размеров AI2O3, вероятно, невелико. Уилер [217 1 измерил макроскопический рост монокристаллов сапфира после облучения потоком 2-101 нейтрон/см при 350° С. Изменения размеров не превышали 0,015%. В табл. 4.1 показано, как изменились размеры и некоторые физические характеристики AI2O3 в результате облучения. Мартин [143] также изучал действие нейтронного облучения при 30° С на синтетический сапфир. Увеличение размеров AljOa как функция потока нейтронов показано на рис. 4.1. При 1,46-10 нейтрон/см увеличение размеров составило только 0,048% вдоль оси с и 0,03% перпендикулярно к оси с (вдоль оси а). Таким образом, наблюдается некоторая анизотропия в изменении размеров, но не такая большая, как, например, в графите. Отжиг такого образца, как [c.143]

Для изучения характеристик скольжения и истирания высокотемпературных материалов использовали графит 56НТ, облученный потоком нейтронов до 1,6-10 нейтрон/см при 425 и 650°С [131]. Облучение не оказало сколько-нибудь значительного влияния на коэффициент трения между графитом и сплавом инконель X, испытанными при четырех температурах в интервале 25—540°С. Истирание облученного и необлучен-ного графита за период испытания в течение 1000 циклов незначительно отличалось. [c.193]

Процесс ползучести в графите при облучении авторы работы [25] объясняют тем, что при нагружении графита вне реактора некоторые из кристаллитов начинают испытывать два типа сдвигов обратимый и необратимый. Обратимый сдвиг (упругая деформация) в обычных условиях после нагружения не приводит к остаточной деформации. Однако облучение препятствует прохождению этого процесса в обратном направлении вследствие защемления дислокаций. Следовательно, при облучении под нагрузкой деформация, обусловленная нагрузкой, закрепляется, и в графите после окончания облучения и снятия нагрузки образуются остаточные деформации. При высокотемпературном облучении (1400° С) изменяется газопроницаемость графитов с малой величиной проницаемости. При этом у одной части графитов газопроницаемость резко возрастает (до 13 раз), а у другой— снижается до 50% [25]. Результаты исследования [16, с. 350— 359] окисления графита марок АООТ и АОНТ, облученных потоком 4-102 нейтрон/см , показали, что предварительное облучение в реакторе увеличивает скорость окисления графита при температурах 250—400° С. Отношение скоростей реакций облученного и необлученного графита уменьшается с увеличением температуры от 5—6 при 300—350° С до 2—3 при 450° С. При повышении температуры наблюдается уменьшение искажения решетки, вследствие чего и различие в окислении снижается. Ионизирующее излучение лучей с интенсивностью 610 ООО рентген/ч также повышает скорость окисления, но в значительно меньшей степени. Влияние у-лучей обусловлено, очевидно, ионизацией молекул реагирующего кислорода. Нейтронное облучение снижает энергию активации реакции окисления до 36,1 ккал/моль [16, с. 350—359]. [c.99]

Электрические свойства. Изменение электрических свойств при облучении графита происходит вследствие образования электронных ловушек промежуточными атомами и рассеяния электронов [101,180, 226 ]. Так как электронные ловушки увеличивают число электронов-носителей, то электросопротивление должно уменьшаться. Однако электроны, рас-сеиваюш иеся на этих дефектах при низких температурах облучения, с избытком компенсируют этот процесс, приводя к повышению электросопротивления. При повышенных температурах облучения рассеяние электронов едва компенсирует уменьшение сопротивления, вызванное увеличением числа электронов-носителей. Опыты по исследованию влияния излучения на графит включают также анализ изменений тер моэлектродвижущей силы и магнитной восприимчивости. [c.191]

В работе [67] облучали графит и окись урана как отдельно, так и в виде смеси. Эффективность влияния излучения определяли путем измерения скорости газовыделения. В процессе опыта выяснилось, что скорость газовыделения зависит от колебаний мощности реактора. Полученные данные показали, что большая часть газа, выделившаяся из смеси графита и окиси урана, обусловлена процессом деления в окиси урана и что разлагающийся материал находится не в фазе, содержащей уран. Осколки деления и выбитые ими атомы перешли в окружающую фазу графита и вызвали разложение органического вещества. Опыт проводили при облучении интегральным потоком быстрых нейтронов 4 10 нейтронIсм . Сравнение скоростей газовыделения из смеси окиси урана и графита и из каждого из этих металлов в отдельности показало, что смесь наиболее чувствительна к излучению. Таким образом, непосредственное воздействие излучения на окислы урана и кобальта в термисторах должно при- [c.361]

Авторами работы [59, с. 77] изучено влияние флюенса (вплоть до 7-1021 нейтр./см ) при температуре 100—535° С на параметры сигнала ЭПР в графите марки ГМЗ. Увеличение интенсивности сигнала ЭПР, измеренного при температуре жидкого азота, указывает на локализованность неспаренных электронов, которые могут быть захвачены дефектами решетки. В общем виде соотношение между флюенсом, температурой облучения и числом созданных в единице массы парамагнитных центров имеет вид [c.122]

Известно, что различного рода концентраторы напряжений создают неоднородность поля напряжений. В искусственном графите наряду с конструктивными концентраторами напряжений (резкие изменения сечения деталей, пазы, отверстия и т. д.) всегда имеются технологические — риски, макропоры,, раковины, трещины. Для графита, являющегося хрупким материалом, концентраторы напряжений опасны тем, что увеличивают опасность хрупкого разрушения. В этой связи в работе [126] проведена оценка влияния концентраторов напряжения на прочность графита при облучении. Для этого использованы призматические образцы размером 5x5x40 мм из равноплотного мелкозернистого графита марки МПГ. Влияние концентраторов напряжений оценивали при испытании на изгиб. [c.131]

Оценка влияния отечественного сырья на поведение графита при облучении произведена на отформованных по технологии графита марки ГМЗ материалах. Наполнителем служиля применяемые в электродном производстве нефтяные коксы пиролизный, пирогенный, пековый, КНПС, а также сажа, термоантрацит, природный графит. Связующим во всех случаях являлся каменноугольный пек. Облучение проводили при температуре 140° С в герметизированных ампулах. Использовали образцы диаметром и высотой 10 мм. Испытания показали, [c.162]

Облучение. при температуре 250—300° С вызывает усадку иеграфитнрованных материалов. Усадка снижается с увеличением температуры обработки, и выше 2100° С [для флюенса (5ч-7,5)Х10 нейтр./см ] сжатие сменяется ростом. Влияние температуры обработки на радиационную стабильность было подробно исследовано на образцах полуфабрикатов материалов марок КПГ, ГМЗ и его вариантов [18 61, с. 105]. С этой целью использовали образцы, термообработанные в защитной атмосфере при температуре от 800 до 3000° С. При низкой температуре облучения, при которой имеет место гомогенный характер зарождения дефектов (в искусственном графите до 300°С), размерные изменения по существу не зависят от степени совершенства материала, если температура его обработки превышает 1500° С. Образцы изотропных или почти изотропных материалов испытывают примерно одинаковый рост. [c.166]

Приложение нагрузки к заготовкам отграфитированного материала при термомеханической обработке изменяет анизотропию свойств графита. Для оценки влияния анизотропии свойств на формоизменение графита были использованы материалы, полученные при термомеханической обработке с деформацией до 40%, Основой служили графит марки ГМЗ, а также сажевая композиция. Облучение таких материалов при температуре 140°С флюенсом до l,7-102i нейтр./см приводит к сильному [c.170]

В работе [33] проведены исследования процесса окисления облученного реакторного графита при температуре 700, 900, 1000 и 1150 С в среде необлучениого и облученного азота, не-облученной и облученной парогазовой смеси (азота и водяных паров). Из-за трудностей осуществления непрерывного контроля за изменением массы образца, находящегося непосредственно в активной зоне реактора, реакционный сосуд с контрольной аппаратурой располагали вне реактора. Влияние реакторных условий имитировалось тем, что эксперимент проводили на облученном графите, а парогазовую смесь предварительно-облучали в реакторе и только после этого направляли в реак- [c.210]

Значительные изменения под действием радиации и теп-лосмен испытывает и графит [67, 316]. В результате облучения нейтронами упаковка атомов в графите нарушается и появляется тенденция к переходу в аморфное состояние. Как и уран, поликристаллический графит под влиянием теплосмен испытывает необратимую деформацию. Оба они являются анизотропными в отношении термического расширения, благодаря чему на стыке разориентированных зерен при изменении температуры происходит деформация. При максимальной разориентации соседних зерен величина деформации равна [c.8]

Несмотря на то, что эти вычисления и имеют большой теоретический интерес, из них нельзя сделать никаких заключений о том, что происходит в реальном веществе. Можно представить себе, что выбитый атом вернется на пустое место, с которого ов был выбит, так что восстановится нормальная решетка, и в результате после облучения конечное разрушение будет очень мало. Бартон [1] указал, что большая плотность упаковки атомов в решетке способствует возвращению выбитого атома на свое место, так как чем плотнее з паковка, тем менее устойчивым будет положение атома вне узлов решетки. Он также указал, что вещества с низкой температурой плавления, в особенности не твердые, должны закаливаться и иа них не должно оказывать влияния даже продолжктелькое облучение. Было обнаружено, указывается в отчете Смита, что графит после интенсивного облучения нейтронами изменяет электрическое сопротивление и теплопроводность. Насколько тела меняют свои свойства при облучении тяжелыми частицами, необходимо в каждом отдельном случае определять экспериментально. [c.245]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...