Радиационного материаловедения

Учет этих данных позволяет оценить основные параметры контроля, к которым относят абсолютную и относительную чувствительность радиационного контроля, геометрическую и динамическую нерезкость радиационного изображения.

Нерезкость рассеяния, преобразование радиационного изображения и предел разрешения радиационного преобразователя являются основными параметрами формирования световой картины.

Динамическая нерезкость появляется при относительном перемещении источника излучения и объекта контроля и преобразователя и связана с пороговыми характеристиками радиационных преобразователей и их реакцией на изменение радиационного изображения во времени

Ксерография, радиоскопия, радиометрия. Ксерография — это метод получения скрытого радиационного изображения дефекта на пластине из полупроводникового материала. Ксерографическая пластина состоит из токопрово-дящей алюминиевой или латунной подложки, на которую с одной стороны наносят тонкий слой из полупроводникового материала, например, селена. При прохождении рентгеновских лучей в зависимости от интенсивности выходящего из объекта контроля пучка изменяются параметры электрического поля пластины. Тем самым на пластине образуется скрытое электростатическое изображение объекта. При проявлении скрытого изображения красящими порошками на основе окиси цинка, мела и других формируется видимое изображение. При наложении на пластину бумаги изображение фиксируется на ней. Промышленностью выпускаются рентгеновские установки с ксерографическим изображением результатов контроля и перенесения отпечатка на бумагу (Эренг-2 и др.) Производительность контроля значительно повышается, однако чувствительность контроля несколько ниже, чем при рентгенографии.

Радиоскопия — это метод получения видимого динамического изображения внутренней структуры объекта контроля с преобразованием на детекторе скрытого радиационного изображения в световое или электронное и передачей его i га экран. Радиоскопические детекторы основаны на принципах люминесценции, т. е. видимого свечения некоторых веществ под влиянием рентгеновского или гамма-излучения. Различают флуроскопические экраны, сцинцилляционные кристаллы (широко используются в рештенотелевизионных установках типа «Интроскоп»), электронно-оптические преобразователи, рентген-видиконы. На рис. 6.16 приведена

метод получения информации о внутреннем состоянии контролируемого объекта, просвечиваемого ионизирующим излучением. Метод основан на взаимодействии ионизирующего излучения с объектом и преобразовании радиационного изображения в радиографический снимок или запись этого изображения на запоминающем устройстве с последующим преобразованием в световое изображение. Проникающие излучения (рентгеновские, поток нейтронов, гамма и бетта -лучи), проходя через объект и взаимодействуя с атомами его материалов, несут различную информацию о внутреннем строении вещества и наличии в нем скрытых дефектов. Для обеспечения наглядности и воспроизведения внутреннего строения объекта применяют метод рентгеновской вычислительной томографии, основанный на обработке теневых проекций, полученных при просвечивании объекта в различных направлениях. Наиболее распространенными в машиностроении радиационными методами являются рентгенография, рентгеноскопия, гамма-контроль. Их применяют для контроля сварных и паяных швов, качества сборочных работ, состояния закрытых полостей агрегатов стенок аппаратов. Наибольшее применение нашли рентгеновские аппараты и гамма-дефектоскопы. Применение методов и средств радиационной дефектоскопии регламентировано стандартами [51-56]. Оптические методы. Оптический неразрушающий контроль основан на анализе взаимодействия оптического излучения с объектом. Для получения информации используют явления интерференции, дифракции, поляризации, преломления,

Области применения и основные параметры радиоскопии. . 355 Преобразователь радиационного изображения...... 357

Радиографические методы радиационного неразрушающего контроля основаны на преобразовании радиационного изображения контролируемого объекта в радиографический снимок или запись этого изображения на запоминающем устройстве с последующим преобразованием в световое изоб-

Радиационная интроскопия — метод радиационного неразрушающего контроля, основанный на преобразовании радиационного изображения контролируемого объекта в световое изображение на выходном экране ра-диационно-оптического преобразователя, причем анализ полученного изображения проводится в процессе контроля.

Радиоскопический метод (метод радиационной интроскопии) неразрушающего контроля основан на преобразовании радиационного изображения контролируемого объекта в световое изображение на выходном экране ра-диационно-оптического преобразователя, причем дефектоскопический анализ полученного изображения проводится в процессе контроля.

1.2. Формирование рабочего пучка ионизирующего излучения и управление им, улучшение условий регистрации радиационного изображения и анализа выходного светотеневого изображения

Вместе с тем следует отметить, что в книге не обсуждаются некоторые важные вопросы радиационного материаловедения, а другие изложены чрезвычайно кратко и схематично. Традиционным недостатком книги является также слабое использование результатов, полученных советскими исследователями.

В посвященной вопросам радиационного материаловедения монографии С. Т. Конобеевского «Действие облучения на материалы» (1965 г.) рассматриваются атомные столкновения при воздействии различных видов облучения, возникающие при этом дефекты строения кристаллических тел и их связь со свойствами реакторных материалов. Однако графиту уделено в ней всего несколько страниц. В изданной позднее на русском языке книге Б. Келли «Радиационное повреждение твердых тел» (1970 г.) подробно изложена теория каскада смещений и рассмотрены результаты прямого наблюдения дефектов облучения. Однако вопросы, касающиеся влияния облучения на материалы, рассматриваются лишь в отношении связи радиационных дефектов с изменением различных свойств этих материалов.

Получение информации о воздействии радиации на исследованные материалы является основной задачей радиационного материаловедения. ,При проведении экспериментов в ядерном реакторе решение этой задачи усложняется комплексным воздействием различных факторов: плотности потока, флюенса нейтронов, спектра нейтронов и потока у-къаитов. Хотя для объяснения экспериментальных результатов необходимо знать, все эти факторы, некоторые из них вообще не контролируются, а измерение других производится исследователями различным образом.

В результате интенсивного развития атомной энергетики стала весьма актуальной проблема радиационной стойкости реакторных материалов. Это, в свою очередь, стимулирует развитие исследований в области физики радиационных повреждений и радиационного материаловедения.

Для научных работников, специализирующихся в области физики радиационных повреждений и радиационного материаловедения.

На основании анализа литературных данных и нашего опыта в табл. 2 перечислены первоочередные, с нашей точки зрения, задачи для фундаментальных теоретических и экспериментальных исследований, а также задачи организационного плана, на решение которых в настоящее время целесообразно направить усилия исследователей. Из указанных задач особое значение имеет проблема имитации реакторных повреждений на специальных устройствах. По-видимому, в настоящее время это одна из наиболее важных задач радиационного материаловедения. Важность ее вытекает прежде всего из того, что на данном этапе не существует источников нейтронов, которые бы позволили за приемлемое время набирать флюенс нейтронов, соответствующий ожидаемому в быстром реакторе (1—3-1023 б/см2). Длительность испытания в действующих реакто-

С развитием атомной энергетики материалы основных элементов реакторов (твэлы, пэлы, датчики системы управления и т. п.) работают во все более высоких потоках излучения, в сложнонапряжен-ном состоянии при высоких температурах, а масштабы промышленного использования реакторов непрерывно увеличиваются. В связи с этим значение вопросов физики радиационных повреждений непрерывно возрастает. В сферу исследований вовлекаются все больше исследователей, новых методов и оборудования. Это повышает значение организационного плана. С целью улучшения организации работ институтов Академий наук и Госкомитета по использованию атомной энергии, ведущих исследования в области физики радиационных повреждений, в СССР разработан и реализуется комплексный корреляционный эксперимент, основной задачей которого является выработка общего подхода к постановке, проведению и в определенной мере к интерпретации результатов исследований по различным проблемам физики радиационного повреждения и радиационного материаловедения. Корреляционный эксперимент предполагает следующее:

Физические процессы, приводящие к образованию радиационных дефектов, составляют научную основу радиационного материаловедения, изучающего совокупность методов, позво^ ляющих:

В заключение можно отметить следующее: несмотря на большие успехи и объемы исследований в области радиационного материаловедения, в настоящее время нельзя констатировать, что закономерности радиационного упрочнения корпусной стали до кон-

Как известно, в 1978 г. была выявлена повышенная чувствительность корпусной стали 15Х2МФА к облучению нейтронами с энергией >0,5 МэВ, что поставило на повестку дня вопрос о сопротивлении хрупкому разрушению корпусов реакторов энергоблоков с реакторами типа ВВЭР-440. Возникшая проблема решалась с позиций радиационного материаловедения и свелась, по существу, к разработке, обоснованию и реализации технологии отжига металла корпусов реакторов, находящихся в эксплуатации. На указанные работы были затрачены большие временные и материальные ресурсы, однако кардинально проблема так и не была решена. Более того, проводить отжиги предлагалось также и на корпусах реакторов типа ВВЭР-1000. Указанный подход, безусловно, явился крупным шагом вперед в области радиационного материаловедения.

Однако, опасность ситуации состоит в том, что решение проблемы конструкционной прочности корпусов реакторов типа ВВЭР только на основе радиационного материаловедения и отжигов не гарантирует высокий уровень безопасности эксплуатации корпусов, (см., например, работу [1]). Узкоспециализированный подход к проблеме корпусов не позволил рассмотреть комплексно вопрос об их реальной прочности и ресурсоспособ-ности, а ориентация на гипотетический, расчетный размер трещины в стенке реального корпуса, находящегося в эксплуатации на АЭС, ограничивает работы по обеспечению их безопасности рамками общей почти академической задачи, не имеющей прямого отношения к конкретным корпусам ВВЭР.

Физические процессы, приводящие к образованию радиационных дефектов, составляют научную основу радиационного материаловедения, изучающего совокупность методов, позволяющих: