Радиационных пирометров

Отжиг радиационных нарушений................... 281

низких температурах до и после различных доз облучения являются очень чувствительным методом определения количества радиационных нарушений. При облучении нейтронами заметно понижается теплопроводность сапфира, что видно из табл. 4.1 и рис. 4.4. На рис. 4.5 показано, что

кварца вращать плоскость поляризации показано на рис. 4.22. Следует отметить, что облучение, применявшееся Примаком для аллотропных модификаций Si02 в работе [178], содержит относительно быстрые нейтроны, что видно при сравнении радиационных нарушений в других веществах (обычно в графите или алмазе), полученных в различных ядерных реакторах. В работе [177] сделана попытка установить энергетический спектр нейтронов, наиболее ответственных за радиационные повреждения. Детальное изучение восстановления различных уже упоминавшихся свойств проведено Примаком [176,178] и не включено в настоящую работу.

Биллингтон и Кроуфорд исследовали магнитную восприимчивость, электронный спиновый резонанс и поглощение света облученной Si02; им же принадлежит большой обзор последних работ [21]. Целью исследований такого типа является познание механизма основных радиационных нарушений в Si02. Измерения магнитной восприимчивости дают некоторое представление о числе магнитных дефектов, вызываемых облучением, тогда как электронный спиновый резонанс позволяет определить природу дефектов. Большое число работ было посвящено изучению поглощения света в кварце и плавленой Si02, подвергнутых воздействию различных типов радиации. В нескольких работах было исследовано влияние химических примесей на спектр поглощения. Обзор, содержащий главным образом данные по влиянию ультрафиолетового света и рентгеновских лучей на поглощение света в Si02, был подготовлен Дэвисом [67], а обзор Биллингтона и Кроуфорда включает последние данные о влиянии быстрых нейтронов на поглощение света в Si02.

Изучалось изменение механических, физических и химических свойств облученного нейтронами графита. Степень радиационных нарушений является функцией времени выдержки и температуры, а также сильно зависит от состояния исходных материалов и технологии их изготовления. Следовательно, невозможно с определенностью предсказать степень нарушений в результате облучения графита. Однако можно, как правило, предсказать направление изменений свойств. Во время облучения большинство видов графита стремится к расширению решетки в направлении оси а или параллельно направлению базисной плоскости [226]. Однако при повышенных температурах облучения наблюдали, что графит проявляет скорее тенденцию к сжатию, чем к расширению [65]. Обычно чем более разупорядочена структура, тем меньше тенденция к расширению и больше тенденция к сжатию объема.

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.

Для подтверждения предложенной теории облученный графит отжигали при 600 и 2800°С перед его окислением вне реактора [122]. Графит, отожженный при 600°С, имел такую же скорость окисления, как облученный, но не отожженный графит. Скорость окисления графита, отожженного при 2800°С, была такой же, как для необлученного графита. Отсюда следует, что увеличение скорости окисления облученного графита происходит вследствие радиационных нарушений структуры, которые не отжигаются при низких температурах.

Изменения различных механических, физических и химических свойств графита, вызванные облучением, могут быть уменьшены за счет отжига при температурах выше температуры облучения. Восстановление радиационных нарушений при термической обработке больше зависит от температуры, чем от продолжительности отжига [266]. Исходное электросопротивление графита, облученного при 35°С и отожженного при 210°С, восстанавливалось на 70% за 25 ч и только на 75% за 700 ч отжига. Графит, облученный при —196°С, восстанавливал радиационные нарушения при температуре ниже —130°С, а изменения тепло- и электропроводности не восстанавливались до температур —70 и —20°С соответственно

[101]. В большинстве случаев полного восстановления радиационных нарушений в графите не происходило вплоть до отжига при температурах, близких к температуре графитизации. Для определенных условий отжига степень восстановления свойств понижается с увеличением дозы поглощенной энергии при облучении [226].

При изучении восстановления радиационных нарушений в графите использовали четыре режима отжига [226]:

что графит, облученный при одной температуре, а затем при другой, более высокой, имеет меньше радиационных нарушений, чем после первого облучения при низкой температуре [226] (рис. 4.47). Графит, облучавшийся только при низкой температуре, должен термически отжигаться при температурах много больших, чем температура второго, высокотемпературного облучения, для того чтобы радиационные нарушения снизить до уровня, соответствующего облучению при низкой и высокой температурах [159]. Разница на порядок величины наблюдалась между свойствами графита, облученного одинаковым потоком при 150 и 30° С [226]. В некоторых случаях требовался термический отжиг при 1300°С, чтобы удалить нарушения, которые могли были быть удалены облучением при 335 °С [159]. Деформация, x10'Jсм/см Явление радиационного отжига

Действие радиационных пирометров основано на использовании закона Стефана—Больцмана, выражающего зависимость излучаемой телом энергии от его температуры.

Основные параметры радиационных пирометров регламентированы

Современные модели пирометров, в том числе портативных автономных, снабжаются встроенным микропроцессором, реализующим запоминание максимальной, средней и минимальной температуры за время измерения, коррекцию излучательной способности, автокалибровку прибора и другие функции. Данные некоторых радиационных пирометров приведены в табл. 9.

8. Поправки и показания радиационных пирометров для определения действительной температуры по измеренной радиационной температуре Т

Телескоп радиационных пирометров ТЕРА-501 .

Характеристика оптических и радиационных пирометров

57. Р у д н а я А. И., Проверка радиационных пирометров в интервале 100—900° С, Труды ВНИИМ, 1958, вып. 35(95).

Применение радиационных пирометров возможно лишь в тех случаях, когда полная мощность излучения объекта измерения мало отличается от полной мощности излучения абсолютно черного тела при той же температуре. Большинство закрытых печей и топок с небольшими отверстиями и окнами удовлетворяют этому условию.

В качестве теплочувствительного элемента чаще всего применяют миниатюрную термопару, выполненную в виде термобатареи, состоящей из нескольких, последовательно соединённых термопар. В качестве показывающего прибора применяют высокочувствительные гальванометры. Преимущество радиационных пирометров перед оптическими заключается в том, что они допускают измерение температуры без вмешательства наблюдателя, что позволяет подключать их к регистрирующим (самопишущим) милливольтметрам.

В качестве измерительных приборов для радиационных пирометров используют милливольтметры и потенциометры. К одному телескопу можно подключить параллельно два вторичных прибора, располагаемых на значительном расстоянии от телескопа.

Рис. 3-13. Возможные шкалы милливольтметров (по ГОСТ 9736-68) для стандартных градуировок термоэлектрических термометров и для радиационных пирометров (РП).