Влияние изменение температуры в начале и конце облучения в научно-исследовательском реакторе на нейтронную хрупкость $\alpha$-железа
А. Р. Гохман, М. С. Кондря, О. Х. Тадеуш
Южноукраинский национальный педагогический университет имени К. Д. Ушинского, ул. Старопортофранковская, 26, 65020 Одесса, Украина
Получена: 29.01.2019; окончательный вариант - 18.04.2019. Скачать: PDF
Метод кластерной динамики (cluster dynamics, CD) используется для моделирования влияния изменения температуры корпуса реактора высокого внутреннего давления на временную эволюцию кластеров точечных дефектов и обусловленное облучением нейтронное охрупчивание $\alpha$-железа в атомном реакторе БР-2 (Мол, Бельгия). Для двух температурных режимов были найдены времена облучения, которые обеспечивали качественное изменение среднего размера и численной плотности кластеров междоузлий (self-interstitial atom clusters, SIAC) и вакансионных кластеров (vacancy clusters, VC). Для первого режима была выбрана температура 573 К в течение всего времени облучения. Температура возрастала от комнатной (288 К) до 573 К в начале работы реактора (381 час), затем не менялась в течение приблизительно 14 дней и, наконец, уменьшалась до 373 К для второго температурного режима. Условия нейтронного облучения предполагались одними и теми же для обоих температурных режимов, а именно, предполагались заданными нейтронный поток, приводящий к образованию около 1,39$\cdot10^{-7}$ вакансий/(атом$\cdot$с) (E > 1 МэВ), и время облучения, равное 15 суткам. Мастер уравнение CD записывалось в виде жёсткой системы дифференциальных уравнений. Для того чтобы избежать проблемы неустойчивости решения необходимо использовать специальный численный метод. С этой целью использовался соответствующий код для интегрирования мастер уравнения под названием Linear Solver of Ordinary Differential Equations (LSODE), созданный в 1984 году в лаборатории Ливермор (США). Экспериментальные данные электронной просвечивающей микроскопии и позитронной аннигиляционной спектроскопии использовались для калибровки модели CD. Значения доз облучения, которые обеспечивали переход от нуклеационной стадии к стадии детерминисткого роста для кластеров междоузельных атомов и вакансионных кластеров, найдены как в приближении постоянной температуры, так и для реального изменения температуры корпуса высокого внутреннего давления атомного реактора БР-2. Проведена оценка вызванного облучением повышения предела текучести для обоих рассмотренных температурных режимов на основе значений среднего размера и численной плотности SIAC и VC.
Ключевые слова: кластерная динамика, изменение температуры, нейтронная хрупкость, $\alpha$-железо.
URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ru/abstract/v41/i06/0717.html
PACS: 07.05.Tp, 61.72.Cc, 61.72.Ji, 61.80.Az, 61.80.Hg, 61.82.Bg