Loading [MathJax]/jax/output/HTML-CSS/jax.js
Випуски МФіНТ »  Том 44, випуск 9

Дослідження зростання дислокаційних петель у стопах Zr–Sn під нейтронним опроміненням шляхом теоретико-швидкісного моделювання

Лу Ву1, Тіяньюань Сінь1, Дмитро Харченко2, Василь Харченко2, Олег Лисенко2

1The First Institute, Nuclear Power Institute of China, 328, the 1st Section, Changshundadao Road, Shuangliu, Chengdu, China
2Інститут прикладної фізики НАН України, вул. Петропавлівська, 58, 40000 Суми, Україна

Отримано: 22.07.2022. Завантажити: PDF

Узагальнено теорію швидкости реакції для вивчення росту дислокаційних петель і пов’язаного з цим радіяційного розпухання в бінарних стопах Zr–Sn, опромінених нейтронами в реакторних умовах. Запропоновано модель для опису експериментальних даних стосовно густини дислокаційних петель. Обговорюються дозові залежності радіюсів дислокаційних петель, їхніх густин і ростових деформацій, а також аналізується вплив температури опромінення та потужностей стоків на статистичні властивості петель. Вивчається конкуренція між міжвузловими та вакансійними петлями ⟨a⟩-типу. Проаналізовано розподіл локальних петель всередині зерен. Зроблено оцінку твердости матеріялу. Одержані результати порівняно з експериментальними даними.

Ключові слова: цирконійові стопи, дефекти, дислокаційні петлі, ростові деформації, зміцнення.

URL: https://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v44/i09/1077.html

PACS: 61.72.J-, 61.72.jj, 61.72.-y, 61.80.Jh, 61.82.Bg

ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
  1. C. Lemaignan, Comprehensive Nuclear Materials (Ed. R. J. M. Konings) (Elsevier: 2012), vol. 2, p. 217. Crossref
  2. B. A. Cheadle, Zirconium in the Nuclear Industry: 16th International Symposium 2010, p. 67. Crossref
  3. S. J. Zinkle, Comprehensive Nuclear Materials (Ed. R. J. M. Konings) (Elsevier: 2012), vol. 1, p. 65. Crossref
  4. G. S. Was, Fundamentals of Radiation Materials Science (Berlin Heidelberg New York: Springer: 2007).
  5. F. Onimus and J. L. Bechade, Comprehensive Nuclear Materials (Ed. R. J. M. Konings) (Elsevier: 2012), vol. 4, p. 1. Crossref
  6. S. I. Golubov, A. Barashev, and R. E. Stoller, Comprehensive Nuclear Materials (Ed. R. J. M. Konings) (Elsevier: 2012), vol. 1, p. 357. Crossref
  7. S. I. Choi and J. H. Kim, Nucl. Eng. Tech., 45, Iss. 3: 385 (2013). Crossref
  8. Si-Mian Liu, Irene J. Beyerlein, and Wei-Zhong Han, Nat. Commun., 11: 5766 (2020). Crossref
  9. M. Griffiths, M. H. Loretto, and R. E. Smallman, J. Nucl. Mater., 115, Iss. 2–3: 323 (1983). Crossref
  10. Y. De Carlan, C. Regnard, M. Griffiths, D. Gilbon, and C. Lemaignan, Zirconium in the Nuclear Industry: Eleventh International Symposium (Eds. E. R. Bradley and G. P. Sabol) (West Conshohocken, PA: American Society for Testing and Materials: 1996), p. 638. Crossref
  11. N. De Diego, Y. N. Osetsky, and D. J. Bacon, J. Nucl. Mat., 374, Iss. 1–2: 87 (2008). Crossref
  12. V. Fidleris, R. P. Tucker, and R. B. Adamson, Zirconium in the Nuclear Industry (Eds. R. B. Adamson and L. F. P. Van Swam) (Philadelphia, PA: American Society for Testing and Materials: 1987), p. 49.
  13. W. L. Bell, J. Nucl. Mat., 55, Iss. 1: 14 (1975). Crossref
  14. Yu. N. Osetsky, D. J. Bacon, A. Serra, B. N. Singh, and S. I. Golubov, J. Nucl. Mater., 276, Iss. 1–3: 65 (2000). Crossref
  15. G. D. Samolyuk, A. V. Barashev, S. I. Golubov, Yu. N. Osetsky, and R. E. Stoller, Acta Mat., 78: 173 (2014). Crossref
  16. D. Kulikov and M. Hou, J. Nucl. Mat., 342, Iss. 1–3: 131 (2005). Crossref
  17. V. O. Kharchenko and D. O. Kharchenko, Cond. Mater. Phys., 16: 13801 (2013). Crossref
  18. L. Wu, V. O. Kharchenko, D. O. Kharchenko, and R. Pan, Material Today Communications, 26: 101765 (2021). Crossref
  19. N. De Diego, A. Serra, D. J. Bacon, and Yu. N. Osetsky, Model. Simul. Mater. Sci. Eng., 19: 035003 (2011). Crossref
  20. V. P. Ramunni and A. M. F. Rivas, Mater. Chem. Phys., 197: 163 (2017). Crossref
  21. D. J. Bacon, J. Nucl. Mater., 159: 176 (1988). Crossref
  22. Yu. N. Osetsky, D. J. Bacon, and N. de Diego, Metall. Mater. Trans. A, 33: 777 (2002). Crossref
  23. D. J. Bacon, J. Nucl. Mater., 206, Iss. 2–3: 249 (1993). Crossref
  24. C. H. Woo, J. Nucl. Mater., 276, Iss. 1–3: 90 (2000). Crossref
  25. R. Pan, L. Wu, X. Wu, A. Tang, W. Zhang, W. He, B. Wen, Y. M. Ovcharenko, and D. O. Kharchenko, Rad. Eff. Def. Solids, 174, Iss. 9–10: 752 (2019). Crossref
  26. C. Domain, C. S. Becquart, and L. Malerba, J. Nucl. Mater., 335, Iss. 1: 121 (2004). Crossref
  27. A. Hardouin Duparc, C. Moingeon, N. Smetniansky-de-Grande, and A. Barbu, J. Nucl. Mater., 302, Iss. 2–3: 143 (2002). Crossref
  28. F. Christiaen and A. Barbu, J. Nucl. Mater., 346, Iss. 2–3: 272 (2005). Crossref
  29. F. Christiaen and A. Barbu, J. Nucl. Mater., 393, Iss. 1: 153 (2009). Crossref
  30. D. O. Kharchenko, V. O. Kharchenko, O. M. Shchokotova, X. Wu, B. Wen, L. Wu, and W. Zhang, Rad. Eff. Def. Solids, 173, Iss. 7–8: 527 (2018). Crossref
  31. D. O. Kharchenko, V. O. Kharchenko, A. I. Bashtova, V. V. Kupriienko, and L. Wu, J. Appl. Phys., 129, Iss. 3: 035104 (2021). Crossref
  32. T. D. de la Rubia and M. W. Guinan, J. Nucl. Mater., 174, Iss. 2–3: 151 (1990). Crossref
  33. C. H. Woo, B. N. Singh, and H. Heinisch, J. Nucl. Mater., 1990 174, Iss. 2–3: 190. Crossref
  34. S. I. Golubov, A. V. Barashev, R. E. Stoller, and B. N. Singh, Zirconium in the Nuclear Industry: 17th International Symposium (Eds. R. Comstock and P. Barberis) (West Conshohocken, PA: ASTM International: 2014), p. 729. Crossref
  35. A. V. Barashev, S. I. Golubov, and R. E. Stoller, J. Nucl. Mater., 461: 85 (2015). Crossref
  36. A. Patra, C. N. Tomé, and S. I. Golubov, Philos. Mag., 97, Iss. 23: 2018 (2017). Crossref
  37. L. Wu, D. O. Kharchenko, V. O. Kharchenko, O. B. Lysenko, V. Kupriienko, S. Kokhan , I. A. Shuda, and R. Pan, Cond. Mat. Phys., 23, No. 1: 13604 (2020). Crossref
  38. S. I. Golubov, A. V. Barashev, and R. E. Stoller, Mat. Res. Soc., 1383: 55 (2012). Crossref
  39. B. Christiaen, C. Domain, L. Thuinet, A. Ambard, and A. Legris, Acta Mater., 195: 631 (2020). Crossref
  40. R. H. Zee, A. Rogerson, G. J. C. Carpenter, and J. Watters, J. Nucl. Mater., 120: Iss. 2–3: 223 (1984). Crossref
  41. B. N. Singh, S. I. Golubov, H. Trinkaus, A. Serra, Yu. N. Osetsky, and A. V. Barashev, J. Nucl. Mater., 251: 107 (1997). Crossref
  42. M. J. Norgett, M. T. Robinson, and M. I. Torrens, Nucl. Eng. Des., 33, Iss. 1: 50 (1975). Crossref
  43. B. N. Singh, V. Eldrup, S. J. Zinkle, and S. I. Golubov, Philos. Mag. A, 82, Iss. 6: 1137 (2002). Crossref
  44. E. J. Savino and C. E. Laciana, J. Nucl. Mater., 90, Iss. 1–3: 89 (1980). Crossref
  45. A. Seeger and U. Gösele, Phys. Lett. A, 61, Iss. 6: 423 (1977). Crossref
  46. D. Walgraef, Spatio-Temporal Pattern Formation (New York, Berlin, Heidelberg: Springer-Verlag: 1996). Crossref
  47. J. Rest and G. L. Hofman, J. Nucl. Mater., 277, Iss. 2–3: 231 (2000). Crossref
  48. N. Hanses and D. Kuhlmann-Wilsdorf, Mater. Sci. Eng., 81: 141 (1986). Crossref
  49. S. R. MacEwen and G. J. C. Carpenter, J. Nucl. Mater., 90, Iss. 1–3: 108 (1980). Crossref
  50. G. J. C. Carpenter, R. H. Zee, and A. Rogerson, J. Nucl. Mater., 159: 86 (1988). Crossref
  51. A. Jostsons, P. M. Kelly, R. G. Blake, and K. Farrell, Effects of Radiation on Structural Materials (Eds. J. A. Sprague and D. Kramer) (West Conshohocken, PA: American Society for Testing and Materials: 1979), p. 46.
  52. V. N. Shishov, A. V. Nikulina, V. A. Markelov, M. M. Peregud, A. V. Kozlov, S. A. Averin, S. A. Kolbenkov, A. E. Novoselov, Zirconium in the Nuclear Industry: Eleventh International Symposium (West Conshohocken, PA: American Society for Testing and Materials: 1996), p. 603.
  53. D. O. Northwood, R. W. Gilbert, L. E. Bahlen, P. M. Kelly, R. G. Blake, A. Jostsons, P. K. Madden, D. Faulkner, W. Bell, and R. B. Adamson, J. Nucl. Mater., 79, Iss. 2: 379 (1979). Crossref
  54. A. Harte, D. Jädernäs, M. Topping, P. Frankel, C. P. Race, J. Romero, L. Hallstadius, E. C. Darby, and M. Preuss, Acta Mater., 130: 69 (2017). Crossref
  55. D. Fainstein-Pedreaza, E. J. Savino, and A. J. Pedraza, J. Nucl. Mater., 73, Iss. 2: 151 (1978). Crossref
  56. H. L. Yang, Y. Matsukawa, S. Kano, Z. G. Duan, K. Murakami, and H. Abe, J. Nucl. Mater., 481: 117 (2016). Crossref
  57. R. C. Rau and J. Moteff, Rad. Eff., 8, Iss. 1–2: 99 (1971). Crossref
  58. J. H. Keller, Trans. ASM, 47: 157 (1955). Crossref
  59. G. R. Odette and D. Frey, J. Nucl. Mater., 85–86, Part 2: 817 (1979). Crossref
  60. C. H. Woo, J. Nucl. Mater., 159: 237 (1988). Crossref
  61. C. H. Woo, Handbook of Materials Modeling, (Ed. S. Yip) (Springer: 2005), p. 959. Crossref
  62. R. C. Pasianot and A. M. Monti, J. Nucl. Mater., 264, Iss. 1–2: 198 (1999). Crossref
  63. C. H. Woo and X. Liu, Phil. Mag., 87, Iss. 16: 2355 (2007). Crossref
  64. H. Wen and C. H. Wen, J. Nucl. Mater., 420, Iss. 1–3: 362 (2012). Crossref
  65. W. Franck, J. Nucl. Mater., 159: 122 (1988). Crossref
  66. A. D. King, G. M. Hood, and R. A. Holt, J. Nucl. Mater., 185, Iss. 2: 174 (1991). Crossref
  67. R. Pan, A. Tang, Y. Wang, X. Wu, and L. Wu, Comput. Cond. Mater., 10: 22 (2017). Crossref
  68. P. Ehrhart and B. Schönfeld, Metals (Eds. J. I. Takamura, M. Doyama, and M. Kiritani) (Amsterdam: 1982), p. 47.
  69. D. O. Northwood, Atomic Energy Rev., 15: 547 (1977).
  70. R. A. Holt, A. R. Causey, N. Christodoulou, M. Griffiths, E. T. C. Ho, C. H. Woo, Nuclear Industry: Eleventh International Symposium (Eds. E. R. Bradley and G. P. Sabol) (American Society for Testing and Materials: 1996), p. 623.
  71. T. Seymour, P. Frankel, L. Balogh, T. Ungár, S. P. Thompson, D. Jädernäs, J. Romero, L. Hallstadius, M. R. Daymond, G. Ribárik, and M. Preuss, Acta Mater., 126: 102 (2017). Crossref
  72. Zh. Yao, M. Daymond, S. Di, and Y. Idrees, Appl. Sci., 7, Iss. 8: 854 (2017). Crossref
  73. D. O. Northwood and R. W. Gilbert, Rad. Eff., 22, Iss. 2: 139 (1974). Crossref
  74. G. J. C. Carpenter, R. H. Zee, and A. Rogerson, J. Nucl. Mater., 159: 86 (1988). Crossref
  75. A. Rogerson, J. Nucl. Mater., 159: 43 (1988). Crossref
  76. R. B. Adamson, American Society for Testing and Materials, 633: 326 (1977).
  77. M. Griffiths, R. W. Gilbert, and V. Fidleris, Zirconium in Nuclear Industry: Eighth International Symposium (Eds. L. F. P. Van Swan and C. M. Eucken) (Philadelphia: American Society for Testing and Materials: 1989), p. 658.
  78. C. Hellio, C. H. de Novion, and L. Boulanger, J. Nucl. Mater., 159: 368 (1988). Crossref
  79. M. Griffiths, R. W. Gilbert, and C. E. Coleman, J. Nucl. Mater., 159: 405 (1988). Crossref
  80. H. Yu, Zh. Yao, Y. Idrees, H. K. Zhang, M. A. Kirk, and M. R. Daymond, J. Nucl. Mater., 491: 232 (2017). Crossref

Ліцензія Creative Commons
Цю статтю ліцензовано на умовах Ліцензії Creative Commons із зазначенням авторства — без похідних 4.0 Міжнародна
© 2000–2022 «Інститут металофізики ім. Г. В. Курдюмова НАН України»