Воздействия кислорода

5. Возможность достижения высоких температур в зоне воздействия излучения.

Защиту людей или оборудования от воздействия излучения нейтронного или гамма-излучения предполагается осуществлять с помощью высокоплотного бетона, воды или других материалов, содержащих водород. Основным защитным материалом, применяемым в ядерной технике, является бетон, однако свойства и защитные свойства различных сортов бетона выходят за рамки настоящего обзора.

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.

С другой стороны, для решения практических задач необходимо знание особенностей воздействия излучения на разнообразные материалы и элементы конструкций с точки зрения их совместимости в условиях облучения.

Хотя в этой главе было рассмотрено большое число различных материалов, все они, за небольшим исключением (некоторые загустители синтетических консистентных смазок и твердые смазки), являются органическими соединениями или смесями органических соединений, главным образом углеводородами. При попытке оценить или определить их полезность в условиях воздействия излучения следует принимать во внимание следующие факторы:

На рис. 5.1 схематически показаны пять возможных механизмов воздействия излучения. Вакансии образуются как результат первичного столкновения нейтрона с атомом. Этот нейтрон продолжает испытывать столкновения с атомами до тех пор, пока не растратит свою энергию. Вторичный эффект является следствием передачи энергии нейтроном атому, с которым он столкнулся. Этот атом сталкивается с другими атомами, выбивая их из мест, занимаемых ими в кристаллической решетке, и передавая им энергию. В конце концов, выбитый атом теряет всю энергию и остается в промежуточном положении кристаллической решетки. Таким образом, при столкновении нейтронов и атомов решетки образуются два типа точечных дефектов — вакансии и смещенные атомы, расположенные в междоузлиях. Дине и Виньярд [3] вычислили число пар вакансия — смещенный атом в меди, образующихся при столкнове-

Исследования различных электронных схем, находившихся в нерабочем (пассивном) и рабочем (активном) состоянии при облучении, показали, что часть их не изменилась, а некоторые требовали после облучения незначительной регулировки или серьезного ремонта. Измерение электрических характеристик отдельных элементов схем позволило установить разнообразие эффектов воздействия излучения, а также возможные взаимодействия элементов, обусловленные изменениями их характеристик во время работы.

Радиационные нарушения трудно проанализировать без точного знания воздействия излучения на основные элементы электронных систем. Поскольку основная функция сопротивлений сводится к регулированию условий работы и контроля, то любые изменения, вызванные излучением, могут привести к массовому взаимодействию элементов. Для создания схем, способных устойчиво работать в интенсивных радиационных полях, необходим тщательный отбор сопротивлений, стойких к радиационным нарушениям.

Проходя через слой вещества, заряженная частица совершает тысячи соударений. Поэтому при рассмотрении воздействия излучения на вещество представляет интерес такая величина, как линейная тормозная способность этого вещества1, которая может выражаться в килоэлектрон-вольтах на сантиметр или в других единицах. На практике нередко оказывается более удобным определять толщину, измеряя площадь поверхности и массу. Так же как и в гл. 7, выразим поверхностную плотность как

ных по относительной вероятности протекания тех или иных процессов, по скоростям реакций и т.п. До сих пор при обсуждении вопросов воздействия излучения на вещество количественные оценки не производились. Для этого следует рассмотреть единицы измерения ионизирующих излучений.

Повреждающее воздействие на биологическую ткань ионизирующего излучения с высокими значениями ЛПЭ значительно больше воздействия излучения с низким значением ЛПЭ при одинаковой поглощенной дозе. Так, альфа-частицы с энергией 5 МэВ имеют значение Q«15. Поэтому попадание внутрь организма через дыхательный или пищеварительный тракт тяжелых радиоактивных элементов, например плутония, значительно более опасно для здоровья, чем внешнее воздействие на организм любого вида радиоактивного излучения.

Разновидностью электродуговой сварки в среде защитного газа является атомно-водородная сварка, применяемая при сварке алюминия, низколегированных конструкционных и хромоникеле-вых нержавеющих сталей. В процессе сварки водород сгорает и факел его пламени надежно защищает сварочную ванну от воздействия кислорода воздуха.

При увлажнении отпечатков синий оттенок усиливается вследствие воздействия кислорода, содержащегося в воде (происходит окисление остатков ферроцианида калия). По данным Аммерманна [15], хороший отпечаток также получается при добавлении ферроцианида калия непосредственно при прохождении тока, при этом нет необходимости в окислении пероксидом водорода или кислородом промывочной воды. Рекомендуется использовать слабоклеящуюся мелкозернистую чертежную бумагу или бумагу с желатиной вместо неклеящейся (фильтровальная, газетная бумага). Длительность проявления составляет для бумаги 2—3 мин, для бумаги с желатиной ~8 мин. Желатиновый отпечаток вследствие малой диффузии реакционной составляющей и осадков в несущее вещество соответствует фактической степени распространения ликвации и включений. От напряжения на электродах и степени влажности бумаги существенно зависит качество отпечатка. Необходимо приобрести навык увлажнения бумаги, так как при слишком большой влажности она дает расплывчатый отпечаток, при слишком сухом слое несущего вещества — неполный отпечаток. Отпечатки, полученные со шлифов после закалки и холодной деформации стали, показывают, что на рисунок отпечатка, кроме термообработки, влияет механическая обработка.

Травитель 12 [NH4OH]. Травление путем промывки шлифа концентрированным раствором аммиака рекомендует Чохраль-ский [8]. Для одновременного с реактивом воздействия кислорода воздуха на поверхность шлифа травитель наносят ватным тампоном. При этом поверхности зерен остаются нетронутыми, в то время как их границы хорошо выявляются.

Вокруг каждого плоско прилегающего анода с наложением тока от постороннего источника окружающая среда должна быть защищена от воздействия кислорода, высвобождающегося на аноде, и в особенно-

Образование окалины (окиси железа) связано с окислением стали от воздействия кислорода, углекислого газа, паров воды.

При контакте котельной стали со слабыми растворами едкого натра па ее поверхности создается окисная пленка, предохраняющая металл от воздействия кислорода и других коррозионных агентов. Более крепкие растворы щелочи (от 40000 сиг/л и выше) растворяют металлическое железо и, следовательно, являются стимуляторами коррозии. Скорость коррозии увеличивается с повышением концентрации едкого натра. Коррозионно опасные концентрации едкого натра могут создаваться при упаривании слабощелочной воды у поверхностей нагрева котлов.

Для защиты трубопроводов тепловых сетей и для повышения степени чистоты возвратного конденсата в него вводят ингибиторы коррозии — пленкообразующие амины. Они создают на поверхности металла несмачиваемую пленку, защищающую металл от воздействия кислорода и углекислого газа. Количество вводимых аминов определяется площадью защищаемой поверхности металла.

Химические воздействия на топливо вызываются поглощением кислорода из воздуха и атмосферной воды поверхностями частиц топлива. Количество поглощаемого кислорода тем больше, чем больше величина адсорбирующей поверхности единицы массы топлива и срок его хранения. Поглощение топливом кислорода сопровождается выделением тепла, отвод которого изнутри штабеля затруднен из-за низкой теплопроводности углей. Поэтому важнейшей мерой защиты топлива от химического воздействия кислорода является предотвращение доступа воздуха в штабель, что достигают тщательной послойной укладкой с укатыванием дорожным катком, создающим давление 2—3 кгс/см2 для каменного и 3—4 кгс/см2 для бурого угля, не допуская оставления пустот. Толщина каждого слоя 1,5—2 м для каменных и 0,5 м для бурых углей. Штабеля торфа вместо укатки

няют водный раствор кальцинированной соды от 2,5 до 6% или 20%-ный водный раствор глицерина. Возможно использование растворов и других веществ, например поташа, красной кровяной соли. Образующийся пар защищает расплавленный металл от воздействия кислорода и азота воздуха, чем способствует получению шва с более высокими механическими свойствами.

Металлы, образующие окислы низшей валентности, способны создавать на своей поверхности устойчивые слои окислов, предохраняющие от непосредственного воздействия кислорода или других окисляющих газов (СОг; Н2О). Например, хром пассивирует себя устойчивым окислом Сг2О3, температура плавления которого 2280° С, а температура кипения ~3000° С.

Автоматическая наплавка под слоем флюса. Сущность этого способа заключается в том, что дуга горит под слоем флюса в жидком пузыре расплавленного шлака, который 'полностью защищает расплавленную ванну металла от воздействия кислорода я азота воздуха. Наличие 'пузыря из жидкого флюса, находящегося под давлением слоя нерасплавленного флюса, устраняет разбрызгивание жидкого металла и позволяет производить сварку при силе тока до 3000—4000 а.