Радиационное упрочнение

2) внешняя среда, обуславливающая коррозию, радиационное воздействие и низкая температура, вызывающая хладноломкость металла;

Анализ рентгеноструктурных, холовских, эллипсометрических данных и спектров пропускания исходных и облученных ионами Не+, Ne+, Ar+, Zr+ образцов стабилизированного диоксида циркония показал, что при ионном облучении в образцах происходят следующие процессы. В пленках, полученных методом магнетронного распыления и облученных ионами Не+ {Е - 100 кэВ, Ф - 1017 ион/см2) и Ne4 (Ё — 150 кэВ, Ф — 2*1015 ион/см2) радиационное воздействие приводит к увеличению параметра решетки в облученном слое [1]. Различия в изменении параметра решетки с глубиной для ионов Не+ и Ne+ могут быть связаны с наличием неупругих процессов дефектообразования при облучении ионами Не"1. В монокристаллах, облученных ионами Не+ возникли микронапряжения и произошло увеличение разориен-тпции блоков мозаики одновременно с некоторым их Измельчением. Одновременно обнаружены стабильные изменения электрических свойств приповерхностных слоев монокристаллов, облученных ионами Не+ с энергий 40 кэВ и дозами > 10'7 ион/см2. В облученных образцах возникала проводимость П-типа. Оптические измерения показали наличие полосы поглощения в области длин волн К — 400-=-650 им, что может быть объяснено возникновением коллоидальных частиц с металлической проводимостью с нижней границей их радиуса 0,6 нм к верхней границей — 30 им. Приведенные данные можно связать с преимущественным радиационно стимулированным уходом кислорода и образованием слоя с повышенным содержанием заряженных кислородных вакансий. Наблюдалось различие в эффективности и меха низмах образования коллоидальных частиц при обл;-чении ионамш гелия и циркония: внедрение избыточного циркония может приводить к ускоренному образованию коллоидальных частиц.

В современных устройствах, предназначенных для работы в условиях облучения, используют материалы различных классов и химической природы (металлы, полупроводники, органические и неорганические системы, полимеры и т. д.); механизм воздействия излучения на эти материалы различен. В связи с тем, что трудно найти универсальный подход к описанию радиационных эффектов в различных материалах, целесообразно рассматривать радиационное воздействие на отдельные группы материалов, объединенных либо общностью химической природы, либо областью применения.

Радиационное воздействие на силиконовые каучуки зависит от типа и времени действия излучения, от состава материала, времени вулканизации, объема облучаемых образцов и окружающей среды. Облучение влияет на силиконы непосредственно, а также косвенно, путем ионизации молекул, которая приводит к образованию свободных радикалов, этиленовой ненасыщенности и молекулярным перестройкам. В результате одновременно, хотя и с разной скоростью, происходит как сшивание, так и разрыв цепей.

0 с - Рис. 4.34. Радиационное воздействие

Свинцовое стекло. Стекла, содержащие свинец, находят широкое применение в качестве прозрачного защитного материала. Они часто содержат значительное количество добавок, таких, как В203. Радиационное воздействие на свинцовые стекла носит своеобразный

Опытные данные по влиянию радиации на коэффициент термического расширения весьма ограниченны. Однако, поскольку известно, что холодная деформация влияет на коэффициент термического расширения, а радиационное воздействие сходно по эффекту с холодной деформацией, можно ожидать изменений в термическом расширении в результате облучения.

Этот промежуток времени настолько мал, что всеми другими явлениями, например химическими реакциями и т. п., протекающими в данной системе, можно пренебречь. Поэтому радиационное воздействие отдельной частицы можно представить как чрезвычайно короткий временной импульс.

ные) и генетические эффекты. Соматические эффекты возникают в организме человека, который подвергался облучению; генетические эффекты проявляются у его потомков. В зависимости от мощности поглощенной дозы проявления радиационного воздействия на живой организм могут носить характер острого или хронического поражения. Острые радиационные поражения возникают при действии больших доз облучения в течение короткого времени. Хроническое радиационное воздействие обычно имеет место при поглощении малых доз облучения в течение продолжительного периода времени. При описании соматических и генетических влияний облучения обычно не возникает особых затруднений. Относительно просто могут быть также охарактеризованы эффекты остропоражающих доз; этого, однако, нельзя сказать об эффектах хронического воздействия малых доз, представления о которых носят довольно противоречивый характер. Вначале рассмотрим более простые вопросы воздействия ионизирующего излучения на живой организм и .затем коснемся некоторых фактов, имеющих отношение к сложной и пока не решенной проблеме биологических эффектов малых доз облучения.

X Рентгеновское излучение или другое радиационное воздействие

ниже допустимого значения; доля сотрудников, значение индивидуальной дозы которых близко к допустимому, не превышает нескольких процентов [1—4]. Дозовые затраты персонала на производство единицы количества электроэнергии, например, на АЭС с РБМК-ЮОО минимальны по сравнению с дозовыми затратами на всех других АЭС (кроме некоторых АЭС Швеции и Японии) [5]. Радиоактивные поступления с газоаэрозольными и жидкими отходами АЭС таковы, что их радиационное воздействие на население никак не обнаружимо на фоне воздействия, обусловленного естественными и антропогенно измененными естественными источниками излучения [6, 7]: дозовая нагрузка на индивидуума из населения, проживающего вблизи АЭС, в худшем случае составляет несколько мбэр в год [6—9], т. е. в 5—20 раз ниже допустимой. В то же время это обобщение показало определенное несоответствие некоторых требований СП АЭС—79 достигаемому уровню радиационной безопасности на практике, отсутствие экономической и социальной целесообразности некоторых положений, наличие требований, выполнение которых не приводит к повышению уровня радиационной безопасности АЭС, наличие требований, детальнее изложенных в других руководящих документах, и некоторых других положений, не имеющих принципиального значения. Это с одной стороны. С другой стороны, как обобщение опыта нормально функционирующей АЭС, так и ликвидация последствий аварии на Чернобыльской АЭС показали необходимость введения в Санитарные правила требований по повышению безопасности АЭС и требований по защите персонала и населения в случае аварии на ней, конкретизации требований к радиационному контролю, совершенствования радиационного контроля. Необходимо было также сформулировать требования к обеспечению радиационной безопасности при выводе АЭС из эксплуатации. Требовалось усилить роль проектанта и конструктора в обеспечении радиационной безопасности АЭС: максимально предусмотреть все необходимое на стадии конструирования и проектирования АЭС.

НА РАДИАЦИОННОЕ УПРОЧНЕНИЕ

Послерадиоционные испытания на растяжение показали, что предел текучести увеличивается с уменьшением величины зерна в соответствии с уравнением Холла Петча. Мелкозернистая сталь упрочняется в меньшей степени, чем .сталь с большим размером зерна. Радиационное упрочнение (РУ), главным образом, обусловлено упрочнением матрицы, а не упрочнением границ зерен.

ВЛИЯНИЕ ИСХОДНОЙ СТРУКТУРЫ НА РАДИАЦИОННОЕ УПРОЧНЕНИЕ АУСТЕНИТНОЙ ХРОМОНИКЕЛЕВОЙ СТАЛИ ОХ18Н10Т /ОС

195. Винийард Дж. X. Радиационное упрочнение//Механизмы упрочнения твердых тел.— М. : Металлургия, 1965.— С. 117—143.

Прочность. Облучение нейтронами приводит к значительному при низкой температуре росту прочностных характеристик графита [200]. По мере накопления повреждений радиационное упрочнение стабилизируется, что объясняется равновесием

Для графитированных при 2500° С мелкодисперсных опытных композиций, отпрессованных на основе двух нефтяных коксов— крекинговом (К) и электродном (Э), — радиационное упрочнение при испытаниях на изгиб и сжатие оказалось одинаковым (рис. 3.24) [10]. Для облученных при температуре выше 600° С образцов двух марок графита в работе [40] уста-

Из полученных в работе [21] результатов следует, что радиационное упрочнение под действием облучения при 100— 120° С прочных графитов ВПГ и К'ПГ начинается при флюенсе (3-^-5)-1018 нейтр./см2. Для стабилизации процесса радиационного упрочнения требуется флюенс (1ч-2)-1019 нейтр./см2. В качестве иллюстрации на рис. 3.25 приведены зависимости .изменения прочности графита марки КПГ для двух интервалов температуры облучения: 120—150 и 200—300° С. В менее

Материал Свойство (р) Радиационное упрочнение Р0бл/Риех прн темпеРатУРе> °С

Радиационное упрочнение образцов графита марки МПГ с концентраторами напряжения ак и без них а (испытания на изгиб)

Как уже отмечалось выше, прочность графита вследствие окисления может заметно снизиться [24]. К тому же облучение графита нейтронами при низкой температуре (50—100° С) повышает скорость окисления в несколько раз. От флюенса этот эффект мало зависит, так как быстро наступает стабилизация процесса. Повышение температуры облучения до 350—450° С практически полностью устраняет влияние эффекта облучения на окисление [59, с. 80]. Так как с ростом температуры облучения радиационное упрочнение падает, а скорость окисления растет, то в итоге может произойти разупрочнение графита.

вием выгорания связующего и потери из-за этого прочности. Поэтому можно предположить, что радиационное упрочнение среднезернистых графитовых материалов в значительной степени обусловлено эффектом упрочнения межзеренных границ.