Радиационные свойства металлов

Радиационные свойства металлов [c.77]

Характер поверхности металла тесно связан с ее обработкой позтому радиационные свойства металла зависят от его обработки. В связи с этим интересны наблюдения, проведенные Р. Хазе [19]. Он определял степени черноты стали и чугуна при различных способах обработки их поверхности. Наблюдения проводились при повышающейся температуре металла. Результаты опытов даны на рис. 18 и в табл. 3. [c.79]

При исследовании строения и свойств металлов и сплавов в широком диапазоне температур в вакууме или в защитных газовых средах нагрев образцов до заданных температур осуществляется различными методами, которые в первом приближении можно разделить на две группы. К первой группе следует отнести способы, при использовании которых нагрев производится внешними источниками тепла, передающими тепловую энергию образцу за счет радиационного излучения или теплопроводности. Во вторую группу входят методы нагрева за счет теплового действия электрического тока. [c.72]

Срок эксплуатации энергоблока с реактором ВВЭР прежде всего определяется ресурсом корпуса реактора. Исчерпание этого ресурса происходит из-за радиационного охрупчивания металла корпуса и его сварных швов под действием излучения. Пластические свойства металла корпуса восстанавливают его высокотемпературным отжигом. [c.221]

Радиационный отжиг уменьшает концентрацию дефектов и частично восстанавливает свойства металла. [c.518]

Определения отражательной и поглощательной способностей, а также степени черноты уже были приведены выше. Согласно результатам по распространению плоских волн, полученным с помощью электромагнитной теории, отметим, что проникновение падающего излучения в вещество в сильной степени зависит от поглощательных характеристик материала. В металлах тепловое излучение, падающее на поверхность, проходит не более нескольких сот ангстрем до полного поглощения, поскольку металлы являются сильными поглотителями. Поэтому состояние поверхности металлов сильно влияет на отражательную способность материала и его степень черноты. Радиационные свойства диэлектриков менее чувствительны к состоянию поверхности [58]. Реальные поверхности отличаются от идеальных шероховатостью, окислением и загрязнением. Поэтому для металлов наиболее важно описывать состояние поверхности, когда представ-, ляются экспериментальные данные о степени черноты, отражательной и поглощательной способностях. К сожалению, все еще [c.116]

Для иллюстрации влияния различных параметров на радиационные свойства материалов приведем здесь некоторые ограниченные данные об отражательной способности и степени черноты поверхностей металлов. [c.117]

Практические применения радиационной химии можно подразделить на оборонительные и наступательные . На первом этапе развития ядерной промышленности в основном велись работы оборонительного плана по радиационно-химической защите материалов в реакторах и вообще в условиях высокой радиоактивности (в частности, в космосе). При сильном облучении металлы становятся склонными к коррозии, хрупкости, смазочные масла портятся, в изоляторах увеличивается электропроводность и т. д. Была проведена большая работа по изысканию материалов, стойких по отношению к облучению.. Так, было найдено, что из металлов в условиях облучения хорошо сохраняют свои антикоррозийные и механические свойства цирконий и его сплавы. Хорошей радиационной стойкостью обладают и некоторые полимерные материалы, например, полистирол, для которого малы выходы как сшивания, так и деструкции (радиационно-стабильные (обычно ароматические, см. п. 3) группы, не только сами устойчивы по отношению к излучению, но могут защищать от разрушения и другие полимерные молекулы, отсасывая от них энергию (так называемая защита типа губки). Применяется также защита типа жертвы . В этом случае защищающие молекулы, например, могут захватывать образующийся в радиационно-химическом процессе атомарный водород, препятствуя последнему реагировать с другими молекулами. [c.665]

Пароперегреватель состоит из стальных труб, выполняемых в виде змеевиков и объединяемых коллекторами 15, которые обычно размещаются вне газоходов. Иногда часть змеевиков помещают в топочной камере. В первом случае перегреватель называется конвективным 18, во втором— радиационным. Так как перегреватель стремятся расположить в области сравнительно высоких температур, необходимо обеспечивать его надежную работу при всех режимах работы правильным выбором скорости движения пара, распределением его по змеевикам, подбором и изготовлением труб из металла, обладающего надлежащими свойствами. Из соображений надежности работы трубы пароперегревателя часто делают из специальных легированных сталей. С целью исключения возможности повышения температуры перегретого пара устанавливают специальные регуляторы 17. [c.10]

Эластомерами и пластиками являются главным образом органические материалы, состоящие из атомов углерода и водорода, связанных ковалентными связями, которые легко разрушаются при поглощении энергии излучения. В этом отношении они отличаются от металлов и керамических материалов, которые характеризуются кристаллической структурой, обычно не содержат ковалентных связей и в меньшей степени изменяют свои свойства под действием облучения. Следовательно, радиационная стойкость эластомеров и пластиков ниже, чем у металлов и керамических материалов. Все виды излучений вызывают в полимерах химические изменения, в результате которых разрушаются имеющиеся и образуются новые связи. Поэтому большинство радиационных эффектов в этих материалах необратимо пне может быть устранено обработкой после облучения. [c.49]

Из этих работ можно сделать заключение, что влияние радиационных нарушений сравнимо с влиянием холодной деформации материалов. Тот факт, что под действием облучения предел текучести и предел прочности холоднодеформированных материалов не увеличивались, указывает, что дальнейшее изменение структуры металла или сплава за счет радиации не приводит к сильному изменению этих свойств. [c.253]

Как обсуждалось ранее, изменение механических и физических свойств связано с радиационными повреждениями решетки и последую-ш им перемещением дефектов. Ниже кратко обсуждается возможность экспериментального определения числа смеш енных атомов в металле. [c.272]

Использование радиационных эффектов с целью изменения свойств материалов в нужном направлении, наподобие того как используется термическая или механическая обработка (наклеп) металлов. [c.292]

В зависимости от типа реактора вопрос радиационного роста может иметь, в общем, неодинаковую технологическую ценность. Изменение размеров урана, циркония, графита вследствие радиационного роста наблюдается в интервале температур примерно до 300—400° С, поэтому проблема роста наиболее важна для реакторов, охлаждаемых водой, и для некоторых типов газовых реакторов. Ранее предполагалось, что основная причина радиационного роста заключается в анизотропии кристаллографической структуры урана, циркония, графита. Однако в последнее время получены данные о том, что эффект анизотропного изменения размеров в результате облучения проявляется также в металлах с ГЦК- и ОЦК-структурами, предварительно подвергнутых пластической деформации [П. Эти результаты свидетельствуют о том, что радиационный рост не является свойством, присущим исключительно кристаллам с анизотропной структурой. Таким образом, область проявления эффекта радиационного роста может затрагивать довольно широкий круг материалов, в связи с чем исследования этого явления занимают важное место в рамках комплексной проблемы радиационной стойкости реакторных материалов. Наиболее исследованным в настоящее время является радиационный рост моно- и поликристаллов а-урана при облучении нейтронами, вызывающими деление ядер Радиационный рост урана и связанные с ним [c.185]

В монографии рассмотрены физические, механические и технологические свойства молибдена и его промышленных сплавов, приведены результаты исследований природы низкотемпературной хрупкости металла, его термической стабильности и радиационной стойкости. Изложены результаты работ по изучению основных способов получения монокристаллов молибдена, пластической и термической обработки монокристалличе-ского молибдена, а также по изготовлению из него i катодов ТЭП. [c.5]

Помимо высокой коррозионной и радиационной стойкости молибден обладает такими важными для работы в жидких металлах свойствами, как высокая теплопроводность, сравнительно низкий коэффициент теплового расширения и высокое сопротивление эрозии. [c.36]

Механические свойства предварительно облученного основного металла при скорости растяжения 3 мм/мин и температуре испытания 350 °С согласуются с соответствующими данными, полученными при испытаниях в процессе облучения, что свидетельствует о стабильности радиационных изменений, которые происходят в процессе облучения. Максимум в температурной зависимости прочностных свойств исходных образцов, проявляющийся при температуре испытаний 350 С, с увеличением флюенса уменьшается (рис. 3) и почти полностью исчезает при флюенсе 2 10 " нейтр. см , что согласуется с переходом к обычной скоростной зависимости прочностных свойств при этом флюенсе. [c.110]

Жидкие металлы (т. е. металлы, имеющие низкую температуру плавления), например натрий или сплав натрия с калием, заманчивы по своим теплофизическим свойствам для использования их в качестве теплоносителя. Они обладают хорошей радиационной устойчивостью и меньшим, чем вода, сечением захвата нейтронов. Благодаря высокой температуре кипения процесс передачи и отвода тепла может быть осуществлен в условиях высоких температур активной зоны реакторов. Их недостатком является опасность взрыва при взаимодействии с водой и с воздухом, затрудняющая обращение [c.177]

Газы в реакторах могут быть использованы как теплопередающая среда. Они имеют хорошую радиационную и термическую стабильность. Газы мало или почти неагрессивны к конструкционным материалам, из которых выполнены активная зона, трубопроводы и теплообменники первого контура. Но по своим теплотехническим свойствам газы уступают упомянутым выше теплоносителям. По сравнению с водой или жидкими металлами газы являются вялыми теплоносителями. По интенсивности теплопередачи и расходу энергии на циркуляцию наиболее эффективным газовым теплоносителем мог бы явиться водород. Однако опасность взрыва при смешении водорода с воздухом и коррозионная агрессивность по отношению к известным в настоящее время конструкционным материалам является серьезным препятствием для его применения в атомных реакторах. [c.178]

Гидравлические свойства жидких металлов не отличаются от свойств прочих жидкостей с такой же вязкостью. Они отличаются высоким модулем объемной упругости, большой теплопроводностью, а также высокой радиационной и термической стойкостью. Эвтектики из этих металлов пригодны для работы как при высоких, так и низких температурах. [c.60]

Подобно прочим щелочным металлам этот сплав активно реагирует с кислородом и всеми соединениями, содержащими кислород, а также водяными парами. Ввиду этого он применим лишь в закрытых и хорошо герметизированных системах. Сплав отличается плохими смазывающими способностями. Однако применение магнитного поля позволяет получить смазывающие способности большими, чем у минеральных масел. Физикохимические свойства сохраняются при длительной эксплуатации при температурах до 800° С. Он отличается высокой радиационной стойкостью, что подтверждается положительным опытом эксплуатации в ядерных реакторах в качестве теплоносителя в течение тысячи часов. [c.61]

Радиационное облучение. При эксплуатации атомных электростанций, синхрофазотронов и других сооружений конструкции находятся под воздействием ионизирующего облучения, которое приводит к изменению механических свойств материалов. Действие радиационного облучения на металлы аналогично понижению температуры, то есть повышает прочностные характеристики и уменьшает пластические свойства. При длительной работе бетонных сооружений под воздействием радиации происходит понижение их жесткостных свойств и уменьшение модуля упругости. [c.64]

Конструкция и физико-механические свойства материалов твэлов и их сборок должны обеспечивать достаточную прочность всех узлов, устойчивость формы и размеров на весь период работы в реакторе. Неустойчивость формы и недопустимое изменение размеров (например, за счет радиационного распухания или ползучести металла) могут вызвать нарушение теплоотвода, потерю герметичности твэла, выход продуктов деления в теплоноситель и даже пережог твэла. [c.301]

Разрушение вследствие радиационного повреждения означает, что при радиационном облучении произошли такие изменения свойств материала, что деталь уже не может выполнить своих функций. Обычно эти изменения связаны с потерей пластичности в результате облучения и служат причиной начала процесса разруше ния того или иного вида. Эластомеры и полимеры обычно более подвержены радиационному повреждению, чем металлы, причем прочностные характеристики последних после радиационного облучения иногда улучшаются, хотя пластичность, как правило, уменьшается. [c.23]

Дефекты после радиационного облучения. Из множества элементарных частиц и излучений, возникающих при распаде ядерного топлива (нейтроны, протоны, дейтроны, электроны, позитроны, а-частицы Р- и y-из-лучения), наибольшее влияние на свойства конструкционных материалов оказывают нейтроны. Из-за отсутствия заряда нейтроны проникают в кристаллическую решетку металла, вызывая в ней существенные изменения. Наиболее сильно влияют на свойства металлов быстрые нейтроны, нейтроны, обладающие энергией выше 0,5 эв, которые, попадая в кристаллическую решетку с энергией в несколько десятков тысяч электроно-вольт, упруго сталкиваются с ядром ионизированного атома. Атом, получив энергию, при смещении из узла решетки перемещается в междоузлие. Таким образом, в кристаллической решетке возникает вакансия и внедренный в междоузлии атом. [c.38]

Дальнейшее развитие зональный метод получил в работах В. Г. Лисиенко и его сотрудников [32, 33]. В этих работах с учетом специфических особенностей теплообмена в металлургических печах разработана зональная методика расчета, достаточно полно отражающая влияние на условия переноса энергии основных режимных параметров и особенностей конструкции различных типов печей, В разработанной математической модели процесса учитываются селективные радиационные свойства как самого факела, так и поверхностей металла и кладки применительно к системе уравнений для собственного излучения. Разработаны и усовершенствованы методы математического моделирования] условий теплообмена в сталеплавильных, нагревательных и "стекловаренных печах с учетом селективных свойств газов, огнеупорной кладки и материала. Предложен оригинальный подход и получены ценные практические результаты при решении сопряженной задачи внешнего теплообмена с учетом нагрева массивного металла. В рамках разработанных моделей представляется возможным непосредственно учитывать влияние на теплообмен в пламенных печах таких важных факторов, как настильность и длина факела, а также его светимость и селективность радиационных характеристик. [c.211]

Приведенные выше соотношения для степени черноты строго справедливы для непрозрачных материалов. Для таких материалов радиационные свойства поверхности раздела определяются чрезвычайно тонким слоем у этой поверхности, поскольку в непрозрачной среде излучение ослабляется на очень коротком расстоянии. Например, металлы непрозрачны для теплового излучения, ja K как коэффициент ослабления л в этом диапазоне частот достаточно велйк. - [c.82]

Радиационное облучение ядерными частицами оказывает влияние на структуру и свойства металлов и сплавов, особенно быстрыми нейтронами, не взаимодействующими с электронами и потому глубоко проникающими в кристаллическую решетку металла. Под влиянием облучения быстрыми нейтронами в металле происходит ионизация атомов и образуется большое число кристаллических несовершенств и областей с локально высоким выделением тепла. Ядерное облучение оказывает значительное влияние на атомнокристаллическое строение металлов, в результате чего меняются их физико-механические свойства твердость и прочность повышаются, а пластичность и вязкость снижаются. Например, по данным С. Т. Конобеевского, Н. Ф. Правднэка и В. И. Кутайцева, сильное облучение быстрыми нейтронами повышает твердость и предел прочности при растяжении железа-армко, алюминия, никеля и меди особенно заметен рост Ов у железа-армко и никеля. У нержавеющей стали сильно возрастает величина предела текучести, приближаясь [c.208]

В литературе имеются довольно обширные табличные данные по излучатель.ной способности различных материалов. Однако из-за существующей неопределенности в классификации состояния поверхности и из-за методических ошибок табличные значения радиационных характеристик не всегда с высокой точностью могут описать свойства данной поверхности, для которой должен быть выполнен расчет. Особенно большие расхождения встречаются в оценках е металлов. Поэтому для выполнения особо точных расчетов теплообмена излучением необходимо либо специально определять радиационные характеристики кон1фетных поверхностей, участвующих в теплообмене, что крайне трудоемко, либо [c.27]

Термопары, которые являются составной частью приборов, испытывают особый тип радиационных повреждений, связанный с характером их работы. Будучи обычно металлическими, термопары считаются радиационностойкими в отношении физических и металлургических свойств, однако разогрев металла под действием излучения реактора может отрицательно влиять на индикаторную функцию термопар. Так как термопары используют для измерения температур, то радиационно индуцированное тепло может исказить показания термоэлектрических напряжений. Для устранения ошибочных показаний необходимо введение поправок, в частности, в тех случаях, когда для измерения температур лучше использовать термопары с компенсацией вместо термисторов. Некоторые измерения, произведенные с целью определения влияния излучения на спай термопары железо — константан, показали, что при облучении спая интегральным потоком 10 нейтрон 1см прправки малы. В других экспериментах [82] поправки практически не требовались и при интегральном потоке [c.416]

На основе поверочных расчетов определяется допустимость принятых конструктивных форм, технологии изготовления и режимов эксплуатации если нормативные требования поверочного расчета не удовлетворяются, то производится изменение принятых решений. Для реализации расчетов по указанным выше предельным состояниям в ведущих научно-исследовательских и конструкторских центрах был осуществлен комплекс работ по изучению сопротивления деформациям и разрушению реакторных конструкционных материалов. При этом для вновь разрабатываемых к применению в реакторах металлов и сплавов (низколегированные тепло-и радиационно-стойкие стали, высоколегированные аустенитные стали для тепловьщеляющих элементов и антикоррозионных наплавок, шпилечные высокопрочные стали) исследовались стандартные характеристики механических свойств, входящие в расчеты прочности по уравнениям (2.3), -пределы текучести Оо,2, прочности, длительной прочности о , и ползучести a f Наряду с этими характе мстиками по данным стандартных испытаний определялись характеристики пластичности (относительное удлинение 5 и сужение ударная вязкость а , предел выносливости i, твердость, модуль упругости Е , коэффициент Пуассона д, а также коэффициент линейного расширения а. [c.38]

Фторопласт-4 обладает высокими диэлектрическими свойствами и исключительной химической стойкостью к минеральным и органическим кислотам, щелочам, органическим растворителям и другим агрессивным средам. Не стоек к расплавленным щелочным металлам и их растворам в аммиаке, элементарному фтору и трехфтористому хлору при повышенных температурах. При температуре выше 327° С набухает в жидких фторуглеродах, при 20° С — в фреонах.. Смачивается, по абсолютно не набухает в воде. Недостаточно стоек к радиационному излучению. При достаточной прочности, при длительном нагружении подвержен ползучести. Обладает небольшим коэффициентом трения п поэтому используется в качестве антифрикционной основы для изготовления сложных металлофторопластовых подшипников (см. с. 223). [c.262]

Изменение механических свойств облученных и облучаемых материалов зависит в основном от характера взаимодействия дислокационной структуры со сложными комплексами радиационных дефектов. Процессы образования и коалесценции радиационных дефектов существенно зависят от условий облучения и структурного состояния металлов. Поэтому для установления общих закономерностей изменения механических свойств и прогнозирования поведения материалов и конструкций при облучении необходимо прежде всего изучить процессы возникновения и эволюции дефектной структуры облучаемых кристаллических тел. Это чрезвычайно трудная задача, поскольку еще нет единой микроскопической теории механических свойств кристаллических тел в обычных условиях деформации. Предложенные механизмы движения дислокаций в поле дефектов кристаллической решетки являются очень сложными, неуни-версальными и еще не полностью понятными. [c.54]

Задача усложняется техническими требованиями и ограничениями, накладываемыми на выбор компоновочных вариантов. Так, для получения достаточно стабильной характеристики основного пароперегревателя ine = / Фпе) при частичных нагрузках необходимо выдержать определенное соотношение количеств тепла, передаваемых пару в радиационных и в конвективных поверхностях нагрева. Температура газов перед первой конвективной поверхностью нагрева, а также перед экономайзером и воздухоподогревателем не должна превышать предельных значений, зависящих от свойств сжигаемого топлива, от способов топливосжигания и шлакоудаления, от сортов металла и типов конструкций. Температурные напоры в поверхностях нагрева не могут быть отрицательными или равными нулю. Для всех последовательно расположенных теплообменников в полурадиационной, основной конвективной и хвостовой частях агрегата требуется выдерживать общие габариты газоходов. Причем ограничения на предельные размеры агрегата также являются общими для различных узлов. [c.42]

Отложения, образующиеся на всех внутренних поверхностях нагрева — водяного экономайзера, нижней радиационной части, пароперегревателя, окрашены в че(рный цвет, что свИ Детельствует о формиравании их из магнетита, обладающего хорошими защитными свойствами по отношению к поверхности металла, а количество их незначительно и составляет меньшую величину по сравнению с дозированием на этом блоке аммиака и гидразина. [c.135]

Радиационные дефекты оказывают влияние на механические свойства, по изменению которых оценивают радиационную стойкость конструкционных материалов. Для большинства металлов механические свойства начинают заметно изменяться при флюенсах быстрых нейтронов F больше 10 нейтр/см (инкубационная доза облучения). Степень изменения механических свойств зависит от прочности мен<атомной связи, типа кристаллической решетки, содержания примесей и характера легирования, структуры в исходном состоянии (табл. 8.44, 8.45) и условий облучения (температуры, дозы и др.). При этом можно отметить ряд типичных закономерностей. Кривая напряжение — деформация при одноосном растяжении под действием облучения смещается вверх на более высокий уровень напряжений (рис. 8,1). В наибольшей степени повышается предел текучести, что часто сопровождается поянлепие.м зуба и площадки текучести. Наибольший прирост предела [c.300]

Свойства плутония и его соединений. Чистый плутоний — низкоплавкий, очень плотный металл серебристо-белого цвета, напоминающий железо или никель, весьмаТхимически активный и радиационно токсичный. По структуре и свойствам плутоний сильно отличается от урана и других металлов. Температура плавления 640 °С, кипения 3235 °С. Плотность твердого металлического а-плу-тония 19,816 г/см при 25 °С, жидкого (655 °С) 16,5 г/см , теплота плавления 12 Дж/г, что в 30 раз ниже, чем алюминия, и в 25 раз ниже, чем железа. [c.156]

По мере повышения температуры облучения (100—230 °С) степень радиационного упрочнения и радиационного охрупчивания изменяется слабо, а затем снижается до нуля при 450—500 °С в связи с отжигом радиационных повреждений. В некоторых сталях в интервале тмператур 100—250 °С обнаруживается их максимум [1]. Отжиг радиационных повреждений позволяет восстановить свойства облученного металла и продлить радиационный ресурс корпусов реакторов [2, 50] (рис. 8.2). [c.342]

При взаимодействии с металлом рабочая среда может вызвать необратимые изменения в металле, например при коррозионном разъедании или химическом растворении, при образовании новых твердых растворов или химических соединений, при интенсивном радиоактивном облучении и т. п. Среда может вызвать также и обратимые изменения в металле, наблюдаемые, например, при физической адсорбции или при окклюзии газов, когда устранение адсорбированных слоев поверхностно-активного вещества или длительное старение (десорбция) металла, насыщенного газом, восстанавливает его свойства. Часто влияние среды связано с ее движением, вызывающим кавитационное или эррозионное разрушение поверхности металла, которое также влияет на механические свойства стали. Таким образом, механизм влияния внешних рабочих сред может быть адсорбционным, коррозионным, химическим, абсорбционным, радиационным, кавитационным, эрозионным и т. п. [c.13]

В настоящее время растет понимание необходимости диагностирования состояния металла в конструкциях, испытывающих в процессе эксплуатации тепловые (температурные), механические, радиационные воздействия. При оценке степени деградации механических свойств материала в основном используют стандартные методы отбора вырезок (макропроб) и фрагментов, изготовления и испытания стандартных образцов в соответствии с требованиями нормативно-тех-нических документов. Но такие вырезки сопряжены с последующим ремонтом конструкции, в связи с чем возникла практика использования проб и микропроб. [c.11]

Аморфизация. При обеспечении сверхвысоких скоростей охлаяедения в некоторых сплавах вязкость жидкого металла возрастает настолько, что центры кристаллизации вырасти не успевают, и весь металл затвердевает как стеклообразная масса, в которой отсутствует дальний порядок в расположении атомов. Сравнительная оценка различных свойств кристаллических и аморфных сплавов показывает, что у последних наблюдаются более высокие прочностные и коррозионные свойства, увеличение (существенное) пластичности, радиационной стойкости и др. Поэтому ввиду уникальности свойств аморфных состояний получение их с помощью лазерного излучения весьма перспективно. [c.573]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...