ВОПРОСЫ АТОМНОЙ НАУКИ И ТЕХНИКИ
ВАНТ. Серия: Ядерно-реакторные константы

Расширенное продолжение серии: Ядерные константы c 1971 года

English (UK)

ISSN 2414-1038 (online)

МЕТОДОЛОГИЯ ОЦЕНКИ РАДИАЦИОННОЙ СТОЙКОСТИ МАТЕРИАЛОВ, ОБЛУЧЕННЫХ В ИОННЫХ УСКОРИТЕЛЯХ

EDN: IVMBMR

Авторы

Марголин Б.З.1, Сорокин А.А.1, Каштанов А.Д.1, Петров С.Н.1, Дуб А.В.2, Печенкин В.А.3

Организация

1 Национальный исследовательский центр «Курчатовский институт» – ЦНИИ КМ «Прометей», Санкт-Петербург, Россия
2 Частное учреждение «Наука и инновации», Москва, Россия
3 Акционерное общество «Государственный научный центр Российской Федерации – Физико-энергетический институт имени А.И. Лейпунского», Обнинск, Россия

Марголин Б.З.1 – заместитель начальника научно-производственного комплекса – начальник лаборатории, доктор технических наук, профессор. Контакты: 191015, Россия, Санкт-Петербург, ул. Шпалерная, д. 49. Тел.: (812) 710-25-38; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в браузере должен быть включен Javascript..
Сорокин А.А.1 – начальник сектора, кандидат технических наук.
Каштанов А.Д.1 – советник генерального директора, доктор технических наук.
Петров С.Н.1 – начальник лаборатории, доктор технических наук.
Дуб А.В.2 – первый заместитель генерального директора, доктор технических наук, профессор.
Печенкин В.А.3 – ведущий научный сотрудник, кандидат физико-математических наук.

Аннотация

В статье рассмотрены основные современные методы и предложены оригинальные методы исследования материалов, облученных в ионных ускорителях. Предложена методология оценки радиационной стойкости материалов, включающая в себя тип и геометрию исследуемых образцов, оценку их качества, методы облучения образцов тяжелыми и легкими ионами, моделирующие нейтронное облучение, методы исследования микроструктуры и определения характеристик радиационной стойкости материала, описывающих сопротивление деградации материала по различным механизмам.
Рассмотрены два метода оценки радиационного упрочнения: по результатам измерения микротвердости в исходном и облученном состоянии и по данным определения плотности и размеров элементов микроструктуры. Определены условия, когда необходимо проводить исследования микроструктуры с помощью атомно-зондовой томографии в дополнение к методам просвечивающей электронной микроскопии для определения вклада преципитатов и кластеров в упрочнение.
Предложены оригинальные методы исследования радиационного распухания, радиационной ползучести, сопротивления хрупкому разрушению феррито-мартенситных сталей и сопротивления высокотемпературному радиационному охрупчиванию аустенитных сталей. Метод исследования радиационного распухания позволяет построить зависимость радиационного распухания от повреждающей дозы на базе облучения и исследования одного образца. Метод исследования радиационной ползучести по результатам облучения плоских предварительно нагруженных образцов тяжелыми ионами с длиной пробега много меньше, чем толщина образца, позволяет использовать ионы с энергией не больше 12 МэВ. Предложены методы определения сопротивления коррозионному растрескиванию облученных аустенитных сталей в водных средах, имитирующих теплоносители первого контура водо-водяных реакторов.
Предложены функции перехода, позволяющие определять режим ионного облучения, для определения той или иной характеристики радиационной стойкости материала при заданном режиме нейтронного облучения.

Ключевые слова
ионное облучение, радиационное упрочнение, радиационное распухание, радиационная ползучесть, радиационное охрупчивание, коррозионное растрескивание, микроструктура, электронная микроскопия, микротвердость, автоклавные испытания

Полная версия статьи (PDF)

Список литературы

УДК 621.039

Вопросы атомной науки и техники. Cерия: Ядерно-реакторные константы, 2025, № 4, c. 164–209