Облучении интегральным

Сшитый полиэтилен включен в этот раздел для целостности изложения, хотя он, по общему мнению, термореактивен при реакции с перекисью или при облучении электронами. Сшитый полиэтилен применяется главным образом для изоляции силового кабеля, работающего постоянно при высокой температуре.

углеводородов являются водород и полимеры [136,224, 227]. Значения радиационно-химических выходов продуктов разложения приведены в табл. 1.16. Здесь даны также результаты экспериментов по определению выходов свободных радикалов [200, 247]. Помимо отмеченных выше образуются и другие продукты радиолиза. Так, при облучении бензола образуется дифенил с выходом, равным 0,1 [237,239, 240]. Бертоном и Сворским [224] проведено сравнение радиационного воздействия при облучении электронами и в реакторе на некоторые алкилбензолы (табл. 1.17).

Весьма подробно была изучена радиационная стабильность вторичного бутилбензола [136, 237, 238, 241]. Стойкость «Тетралина» (1,2,3,4-тетрагидронафталина) к у-излучению соизмерима с устойчивостью толуола при дозах до 7-Ю9 эрг/з [168]. Основным процессом при радиолизе «Декалина» (декагидронафталина) является изомеризация [178, 179, 186]. При дозе 1011 эрг/г до 38 вес.% ^uc-изомера переходит в торакс-изомер. Производные бифенила подробно рассмотрены в разделе, посвященном теплоносителям; ниже изложены лишь результаты исследований по радиолизу 2,2'- и 3,3'-диметилбифенила и бифенилметана при облучении электронами с энергией 1 Мэв [235, 236, 240, 241]. Изомер 2,2'-ди-метилбифенил обладает меньшей радиационной стабильностью, чем изомер 3,3'. Так, С(газ) и С(полимер) для 2,2'-изомера равны 0,10 и 0,49 соответственно, для 3,3'-изомера — 0,057 и 0,31 соответственно. Такое различие в стойкости изомеров связывается с пространственными факторами. Выход продуктов радиолиза дифенилметана составил: С(газ) = = 0,09 (газ более чем на 90% состоит из водорода); С(полимер) == 0,33. Обнаружены также заметные количества бензола, толуола, бифенила.

Радиационно-химическии выход окислов углерода при облучении электронами

при облучении электронами

В табл. 1.29 приведены результаты исследований [236—238, 240, 2411 по радиолизу изомеров толуидина при облучении электронами с энергией 1 Мэв. Основными компонентами газовой фазы являются Н2, NH3 и N2. Изучение состава жидкой фазы облученного паратолуидина показало наличие в ней заметных количеств бензола, толуола и анилина.

Из нитросоединений наиболее полно изучены изомеры нитротолуола [236—238, 240, 241]. Результаты экспериментов по изучению радиолиза изомеров нитротолуола при облучении электронами с энергией 1 Мэв

Чистые карбонильные соединения при продолжительном облучении распадаются на газообразные Н2, СН4, СО и С02 и другие продукты. Облучение в водных растворах приводит к образованию кислых продуктов [117]. Работ, посвященных изучению радиационной стойкости чистых карбонильных веществ, сравнительно мало. Бертон [193] опубликовал результаты работы по радиолизу пропиональдегида при облучении электронами с энергией 1,5 Мэв (табл. 1.31).

Выход продуктов радиолиза жидкого пропионового альдегида при облучении электронами с энергией 1,5 Мэв [193]

Гамма-облучение этиленгликоля при величине поглощенной энергии 1,7-1010 эрг/г и комнатной температуре не привело к заметному разложению; при облучении электронами с энергией 1 Мэв до дозы 4,55 • 1010 эрг/г продуктами радиолиза в газовой фазе являются Н2 (G = 1,97), С02 (G = 0,07), СН4 (G = 0,03) [39]. В жидкой фазе в качестве основного продукта радиолиза обнаружена вода (G = 6,10). С меньшими выходами образуются спирты (G = 0,53) и циклические эфиры (G = 0,93) [235].

По-видимому, мощность дозы оказывает большое влияние на процессы, в ходе которых образцы реагируют с окружающей средой. При облучении на воздухе деструкция вызывается, по-видимому, диффузией кислорода в образцы, что приводит к образованию перекисных и гидроперекис-ных радикалов. Степень влияния этих реакций на физические свойства материалов зависит, вероятно, от скорости диффузии в исходном материале и от геометрии образца. При облучении электронами процесс образования свободных радикалов может оказаться сильнее влияния диффузии кислорода, что приводит к преобладанию реакций сшивания. При облучении у-квантами и в реакторе из-за малой скорости образования свободных радикалов влияние диффузии кислорода на процесс деструкции проявляется в укорачивании цепей и ингибировании процесса сшивания.

Силаны обладают несколько большей радиационной стойкостью, чем силиконы: например, пороговая температура тетрабензилсилана при облучении интегральным потоком тепловых нейтронов 2,2-1018 нейтрон/'см* составляет около 350° С [246]. Увеличение вязкости силанов при облучении меньше, чем у силоксанов. Силикатные эфиры при дозах до 1010 эрг/г показывают значительные изменения вязкости.

Исследование магнитных свойств монокристалла сапфира и поликристалла А1203 после облучения показывает, что сапфир имеет несколько большее сопротивление облучению, чем можно было представить по приведенным выше результатам. Удельная магнитная восприимчивость поликристалла А1203 была неизменной при облучении интегральным потоком до 3,76-Ю19 нейтрон/см2 (Е >0,5 Мэв) при 30° С. Облучение не привело к изменению парамагнитного резонанса [146].

Таким образом, облучение А1203 вызывает некоторое анизотропное расширение, но не воздействует значительно на стабильность размеров, что иллюстрируется уменьшением плотности менее чем на 1 % после облучения высокими интегральными потоками нейтронов при комнатных температурах. Механические свойства А1203 существенно не меняются при облучении интегральным потоком тепловых нейтронов вплоть до 1,6 • 1020 нейтрон!'см2 при 50° С. Тепловые и электрические свойства изменяются наиболее сильно: как теплопроводность, так и удельное электросопротивление при облучении заметно уменьшаются. Во многих случаях изменения электрических свойств, видимо, недостаточно существенны, что позволит применять А12Оз как изоляционный материал в радиационном поле. Таким образом, данные свидетельствуют о том, что А1203 является керамикой, очень стойкой к облучению, особенно при температурах выше 700° С, так как в этой области происходит отжиг большинства радиационных дефектов.

Кларк [46] рассчитал количество газа, образующегося в ВеО плотностью 3,0 г/см3 при облучении интегральным потоком тепловых нейтронов до 1020 нейтрон/см2, и предсказал следующие величины:

Интересная прямая зависимость наблюдалась между характеристиками искажения размеров графита при облучении интегральным потоком 10ао нейтрон!см2 в охлаждаемом ис- ^.//^ питательном канале и коэффициентом термического расширения необлученного графита (рис. 4.30).

Термоэлектродвижущая сила пары графит — свинец изменяется от отрицательной до положительной величины при малых интегральных потоках [226]. При увеличении потока термоэлектродвижущая сила уменьшается, по-видимому, стремясь к нулю. Коэффициент Холла увеличивается от —0,65 для необлученного графита до 1,1 при облучении интегральным потоком 0,5-1020 нейтрон/см2. При 12-1020 нейтрон/см? он становится меньше 0,1 и, видимо, асимптотически приближается к нулю.

Силикатное стекло, облученное интегральным потоком нейтронов 1-Ю20—2-Ю20 нейтрон/см2, не испытывало расстекловывания [19]. Однако произошли изменения рентгеновской дифракционной картины — уменьшение степени ближнего порядка в стекле. Плотность силикатного стекла увеличилась на 1,6—2,8% при облучении интегральным потоком нейтронов (3 — 16)-1019 нейтрон/см2 в реакторах с графитовым и водным замедлителем [30, 91]. Образцы силикатного стекла, облученные в одном из графитовых реакторов, после достижения максимальной плотности уменьшили ее при продолжении облучения. Объяснения этому пока не найдено. Увеличение плотности силикатного стекла при облучении противоположно изменениям, наблюдавшимся в других керамических материалах, и его можно приписать уплотнению упаковки [172]. После облучения силикатного стекла интегральным потоком 2-Ю20 нейтрон/см2 [27, 160] не было замечено изменений его теплопроводности. Однако есть доказательства, что при облучении электронами высокой энергии и у-излу-чением стекло может приобретать электропроводимость [37].

Плотность листового стекла, облученного интегральным потоком надтепловых нейтронов (8 -г- 16)-1019 нейтрон/см2 в графитовом реакторе и реакторе MTR, увеличивалась во всем интервале этого интегрального потока [30, 172]. Плотность стекла, облученного в реакторе MTR, увеличилась больше, чем стекла, облученного в графитовом реакторе. Теплопроводность же этого стекла при облучении интегральным потоком до 2-Ю20 нейтрон /см2 в реакторе MTR осталась неизменной [27, 160].

Как уже указывалось, по непонятным причинам низкоомные сопротивления с окисью олова довольно быстро выходили из строя под действием излучения. Так, сопротивления фирмы «Вестон» (вамисторы) с номиналами 100 и 250 ом изменились более чем на 50% при облучении интегральным потоком надтепловых нейтронов 1017 нейтрон/см2 [91]. Сопротивления с более высокими номиналами изменились меньше. В результате облучения вамисторов интегральным потоком надтепловых нейтронов 1,4-1014 нейтрон/см2 их сопротивление изменилось менее чем на 0,2% [45].

Можно ожидать большого разнообразия радиационных воздействий на селеновые диоды из-за различий в методах и технологии их изготовления. Это подтверждено опытами, в которых селеновые диоды типа 1Т1 облучали интегральным потоком быстрых нейтронов 4,6-1016 нейтрон/см2. Наблюдалось ухудшение обратных характеристик диодов при облучении интегральным потоком 2-Ю11 нейтрон/см2 с последующим их восстановлением почти до исходного уровня. За пределами указанного уровня облучения обратные характеристики оставались неизменными. Прямые характеристики, по-видимому, также не подверглись воздействию излучения. Это подтверждается результатами другого опыта [70], в котором четыре селеновых выпрямителя были облучены максимальным потоком 1011 нейтронI(см2• сек) и интегральным потоком 7,2-1016 нейтрон/см2.

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-Ю17 нейтрон/см2. 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-