справочник (550668), страница 78
Текст из файла (страница 78)
При низких температурах облучения (75 — 100 С) ускорение темпа роста объема оксида бернллия наблюдается прн флюенсе быстрых нейтронов около 310 2 нейгр.lм (рис. 6.1). Увеличение температуры облучения образцов уменьшает рост их объема. Чем выше плотность образцов, тем больше их расширение при одинаковом флюенсс. Существует предельно допустимое удлинение прн расширении, превышение которого приводит к растрескнванию, разрушению, превращению изделий в порошок. Фюоенс, при котором происходит разрушение, увеличивается с уменьшением размера зерна оксида бериллия согласно зависимости Ь =О,! 67]г.10 где Ь- размер зерна, мкм (ршмер зерна определяли при темгюратурах облучения 50- 100 С).
Максимально допустимый флюенс, не вызывающий микрорастрескивання, в зависимости от температуры облучения, плотности потока нейтронов и размера зерна оксида бернллия, приведен на рис. 6.2. Основную роль в изменении объема изделий нз оксида бериллил играет гелий, а также тритий, образующиеся при взаимодействии бериллия с быстрыми нейгронами. Содержание гелия (его около 0,95 по объему в смеси с трнтием) увеличивается с ростом 430 Рнс.
6.1. Радиационное распухали» Ьгтг' выаокоплотного оксида бар палия в зависимости ог флюенса нейтронов лри температурах 75-110 С(1) и 500-700 С (2)[17] Рнс. 6.2. Изменение максимально допустимого флюсиса, нс вызывающего мккрорастрескиваиия, в зависимости ст температуры облучения, размера зерна ВсО (1-! ...2,5 мкм: 2-10...15 мкм) и плотности потока нейтронов, равной 10 и и 1О нсйтр./(и с) [17] 1,5 0,05 0,5 О 1 2 3 /тч 0,4 1,0 2 4 6 1О 20 Г 10 24, нейтр,/мз Рне. 6.4. Зависимость объемной доля гелия, выделившегося нз облученных образцов ВсО (Г 2 1О нсйтр./м, 860 С) прн различных температурах отингв„ от времени т (17) Рнс. 6.3. Зввнснмоеть объем- ной доли гелия в облученном окснде бернллня от флюенса нейтронов (17] флюенса нейтронов (рис.
6.3). Если температура нзделиа превышает ! 200 С, становится существенным выделение гелия из образцов оксида бернллия (рис. 6.4), зависшцее от времени выдержки. На зтом основан способ восстановления свойств изделий нз оксида бериллня с помощью высокотемпературного отжита.
Теплопроводность образцов при облучении уменьшается с ростом флюенса в тем большей степенн, чем выше плотность материала (рис. 6.5). С увеличением температуры уменьшение теплопрор водности замедляется и при 100 С достигает юсыщення на уровне 40 — 50 % исходного значения при флюенсе 4 10 нейтр./м . 25 2 Прочносп оксида бериллиа падает с ростом флюенса нейтронов в тем большей степени, чем 025 выше плотность образца. Повышение температуры облучения до 350-400 С заметно уменьшает влияние нейтронного потока, но оно остаетсл еще значительным. Отжиг при 1300 С полностью восстанавливает прочностные свойства.
На рис. 6.6-6.8 приведены зависимости относительной прочности оксида бериллия при сжатии, растяжении и изгибе от флюенса быстрых нейтронов (Е > 1 МзВ) и температуры. Небольшое увеличение прочностных свойств при малом флюенсе соответствует творе. тическим данным. 0 О,! 1,0 Е 10 ~, вейтр./мз Рне. 6.5. Зависимость относительной тсплопроводностн ()рр — исходная тмпюпроводвость) оксида бериллня от флюевсв бьюррых нейтронов прн плотности образцов 2,7-2,9 (/), 2,8-3,0 (2) я 2,9-3,0 г/см (3) н температуре облучения 40-140 С (17] 43! Облучение приводит к росту скорости ползучестн оксида бериллия. Наблюдается релаксация напряжений в образцах, облучаемых при 500-700 С, что объясняется наступающей в зтих условиях ползучестью.
Магний и его сплавы. Сплавы магния являются низкотемпературными (температура плавления малыш 650 С) конструкционнымн материалами, коррозионно-стойкими на воздухе и в среде углекислого газа (до - 400 С), но имеющимн низкое сопротивление коррозии в водной среде, жидкометаллнческом натрии и звтеатнках Мй — !4а н Мй — К. По ядерным свойствам магний уступает лишь бериллню. Его существенным недостатком является высокое термическое сопротивление.
Теплопроводность маги на н его сплавов (при 20 С 2, 63...171 Вт/(м. С)) более чем в 100 раз ниже, чем сплавов алюминия. При температурах ниже 500 С в среде углекислого газа сплавы магния показали хорошую радиационную стойкость: при флюенсе нейтрогз нов до 10 нейтр./м никаких существенных радиационных дефектов (распуханнл, радиационной ползучести, изменения прочности и пластичности) не наблюдалось. 50 /о вб 50 50 О 0,1 0,2 0,6 1,0 Р 1О ~, вейтр./ыг 0 ! 2 3 4 6 Г 10 ы, нсйгр/мг Рнс. 6.7.
Зависимость отассвтеаьной прочности ВеО прн растязинни от фмсенса прн паотяости образцов 2,6-2,85 г/см а температуре з облучения !00 С(1) н 350-400 С (2) (17) 432 0 0,2 0,5 ! 2 4 Р'1О Ы, яейтр./ыг Рис.6.6. Зависимость относшельной прочности ВеО црн сжагнн от фаюенса аейтронов нрн плотности образцов 2,99-3,0 (1~, 2,5 (2),3,0(З) н 2,7-2„8(4) г/ /, 2 — образцы, облученные ера 100 С; 3, 4 - образцы, обаучанныо н обоыыаваыа пра 1300 С а тьчанна 24 ч[17! Рис. 6.8. Зависимость относительной прсчнсстн ВеО црн изгибе от флюенса прн плотности образцов 2,8-2,9 г/см н температуре обауз чення !00 С(!7) Цирконий и его сплавы.
Сплавы циркония получили широкое распространение благодара своей высокой механической прочности при повышенных температурах, хорошей коррозионной стойкости в воде и паре, технологичности. По ядерным параметрам цирконий является третьим после бернллия и магния элементом. Низкая теплопроводность циркониа (при 20 С Х = 18 Вт1(м С)) компенсируется относительно низким тепловым расширением.
Невысокаа коррозионнаа стойкость при высоких температурах и относительная дороговизна сдерживают применение сплавов циркония. Таблица б. 7б. Результаты исиытавня на налзучесть труб вз сплавов циркалай-2 и Н-2,5 [10] ч„10, ч 7 -1 и, Ч'10 "11!к кчатрг(и а) с'с Холодная деформация на 19% ь квтоклавировакяе 400 С,72ч 220 260 300 350 375 400 311 211 211 211 211 211 9,6 9,3 9,4 9,4 9,4 9,4 2130 3010 43 ОО 4826 4977 4985 1,5 5 8 32 200 700 1 0,4 0,7 0,15 8О 700 Закалка 870 С, кода+ холод- ная лсфсрмщия (к = 11 %)+ +отюп 500 С,24ч Н-2,5 260 300 350 141 14! 141 5,3 5,3 5,3 5300 6250 6620 1,05 4 13 0,2 0,7 14 Плотакть попав быстрых нейтрояов.
433 В потоке быстрых нейтронов наблюдаются радиационный рост н радиационная ползучесть сплавов цирконня, существенные в температурном интервале 180 — 530 С. С увеличением температуры от 300 до 400 С влияние нейтронного облучения на ползу- честь уменьшается, что объясняется быстрым отжигом радиационных дефектов, однако прн этом возрастает и становится определающей термическаа полэучесть.
Результаты испытаний сплавов циркалой-2, содержащего, % (мас.): 1,2 — 1,7 Бп; 0,07 — 0,2 Ре; 0,05-0,15 Сг; 0,03-0,08 Н(; 0,03-0,08 Н; 0,01 О, остальное Ег, и Н-2,5 (Ег+2,5 % НЬ), представлены в табл. 6.76. 1(Г4 Нейтронное облучение увеличивает скорость г ползучести холоднодеформирован ного циркалоя-2 1 при 200-350 С на порядок и более.
Скорость ползу- 250 300 350 8 'С чести холоднодеформироввнного сплава Н-2,5 возрастаег в меньшей степени. Р 69.3 с р Прн 340-350 С у циркалоя-2 наблюдается рез- о зучссти сплава пн)взвой-2 ог тсмкое увеличение скороспя полэучести (рнс. 6.9). Об- разцы были подвергнуты холодной пластической (5-9)10 веатр./(и с) прн о, деформации на 15-20%. ривяоы 21О(1)и ИОМпа(г) [10[ !О то 0,1 20 1 100 ч ч 0,01 0,0! 10 100 1000 Р 10, нейгр3мз Рнс. 6ЛО. Радиационное распухание влюмввня н сплавов в зависимости от флюенса нейтронов при температуре облучения 50-60 С(!9): 1 — 99,9999 ЗЬ А1; 3 — ввввв 1!00 (ввюкввиа првммвменноа чввввтн)1 3-впвю 4061 (Л(+ 07 5Ь Ма+О 4 зь Ш) Рне. 6.1!.
Изменение предела длительной прочности алюминиевого сплава! 100: 6 3 — после обвучвввв врв 100 в в 150 С еевчввтатввввв; 3, 4 — в ввколном аастовнвв врв 100 в 150 С воотввгствввво !191 434 Алюминий и его сплавы. Основными радиационными дефектами для сплавов алюминия являются радиационное распухание и увеличение предела длительной прочности. Радиационное распухание обусловлено реакциями взаимодействия быстрых нейтронов с ядрами алюминия, при которых образуются кремний, водород и гелий. Влияние флюенса нейтронов с Е > 0,1 МэВ на относительное изменение объема сплавов алюминия приведено на рис.
6.10. Длительная прочность алюминиевого сплава 1100 после облучения нейтронами с флюенсом (0,7-11) 10 нейтр./м возрастает (рис. 6.1!), что ав г является следствием радиационного упрочненил материала. Прочностные и пластические свойства сплава ! 100 в зависимости от флюенса нейтронов с Е > 1 МэВ приведены на рнс. 6.12. Значительные дозы облучения не приводят к радикальному изменению механических свойств.
Аустеинтиые коррозиоиио-стойкие стали и никелевые сплавы. Потоки быстрых нейтронов вызывают в аустенитных коррозионно-стойких сталях н никелевых сплавах изменение механических свойств, радиационное рвюпухание и радиационную ползу- честь. На рис. 6.13 приведены данные о влияник флюенса быстрых нейтронов и температуры облучения иа механические свойства аустенитных сталей.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
