Journal Issue: Ядерная физика и инжиниринг
Загружается...
Volume
2024-15
Number
6
Issue Date
Journal Title
Journal ISSN
2079-5629 (Print)
Том журнала
Том журнала
Ядерная физика и инжиниринг
(2024-15)
Статьи
Публикация
Открытый доступ
Теплофизические параметры ионно-плазменной камерной технологии дезактивации блоков облученного графита РБМК
(2024) Петровская, А. С.; Цыганов, А. Б.
Для дезактивации облученных графитовых блоков впервые разрабатывается новый подход “сухая” ионно-плазменная камерная технология дезактивации. Технология основана на применении однородного укороченного плазменного разряда в инертном газе (аргон) для ионной и термической обработки одновременно всех поверхностей графитового блока в специальной камере. Дезактивация графитового блока кладки реактора осуществляется посредством ионного распыления радионуклидов с его поверхностей, а также за счет их термодиффузии из объема блока благодаря нагреву плазменным разрядом. При этом технология позволяет сохранить интегральную целостность дезактивированных блоков графитовой кладки реактора для эффективного захоронения. В статье получены теплофизические параметры ионно-плазменной камерной технологии на примере дезактивации реакторного графита марки ГР-280.
Публикация
Открытый доступ
Исследование механизмов радиационного упрочнения жаропрочных дисперсно-упрочненных оксидами сталей в ускоренных испытаниях с использованием ионного облучения и ультрамикроскопического анализа
(2024) Рогожкин, С. В.; Хомич, А. А.; Никитин, А. А.; Богачев, А. А.; Клауз, А. В.; Федин, П. А.; Прянишников, К. Е.; Кулевой, Т. В.; Лукьянчук, А. А.; Разницын, О. А.; Шутов, А. С.; Искандаров, Н. А.; Залужный, А. Г.; Леонтьева-Смирнова, М. В.; Никитина, А. А.; Залужный, Александр Георгиевич; Шутов, Антон Сергеевич; Клауз, Артём Вадимович; Лукьянчук, Антон Алексеевич; Никитин, Александр Александрович; Искандаров, Насиб Амирхан-Оглы; Разницын, Олег Анатольевич; Хомич, Артем Александрович; Богачев, Алексей Александрович; Рогожкин, Сергей Васильевич
В работе исследованы наномасштабные механизмы радиационного упрочнения дисперсно-упрочненных оксидами (ДУО) жаропрочных сталей ЭП-450 ДУО и ЭП-823 ДУО в имитационных экспериментах на пучках ионов железа Fe2+ с энергией 5.6 МэВ при вариации доз радиационного повреждения до 100 сна и температур в диапазоне от 350 до 500°С. Микроструктура исходных и облученных материалов исследована методами просвечивающей электронной микроскопии и атомно-зондовой томографии. Упрочнение радиационно-модифицированного ионами слоя облученных образцов исследовано методом динамического индентирования. Анализ исходного состояния сталей показал, что в стали ЭП-450 ДУО содержится большее количество мелких оксидных частиц (до 20 нм) в сравнении со сталью ЭП-823 ДУО. Кроме того, в стали ЭП-450 ДУО обнаружено на два порядка больше ~1023 м−3 наноразмерых кластеров Y–Ti–Cr–O, чем в стали ЭП-823 ДУО. При низких дозах облучения сталь ЭП-823 ДУО демонстрирует более высокий темп радиационного упрочнения при низких температурах облучения по сравнению со сталью ЭП-450 ДУО, а с повышением температуры темп охрупчивания уменьшается. Этот факт в значительной мере обусловлен образованием высокой плотности наноразмерных радиационно-индуцированных Ni–Mn–Si кластеров в стали ЭП-823 под воздействием облучения. Другие обнаруженные радиационно-индуцированные изменения: перестройка системы оксидов и Y–Ti–Cr–O кластеров, формирование кластеров, преимущественно обогащенных по Cr, а также образование дислокационных петель. Обнаружено, что по мере роста дозы облучения радиационное упрочнения стали ЭП-450 ДУО постепенно возрастает и, в целом, на больших дозах облучения обе стали демонстрируют близкое упрочнение.
Публикация
Открытый доступ
Исследование влияния элементного состава на удельное электросопротивление покрытий Ti–B–C, полученных методом магнетронного напыления
(2024) Кирюханцев-Корнеев, Ф. В.; Чертова, А. Д.; Куц, В. В.; Погожев, Ю. С.
Методом магнетронного распыления с использованием гетерофазной мишени TiB2–TiC, при осаждении на наклонную подложку Si (111), получены покрытия Ti–B–C различного состава. Проведены исследования методами оптической эмиссионной спектроскопии, рентгенофазового анализа, растровой электронной микроскопии. Удельное электросопротивление измерено четырехзондовым методом. Покрытия имели плотную малодефектную структуру на основе гексагональной фазы TiB2 и характеризовались равномерным распределением элементов по толщине. Установлено, что при увеличении содержания титана в покрытиях с 27 до 42 ат. % значение удельного электросопротивления снижалось с 314 до 249 мкОм·см.
Публикация
Открытый доступ
Закономерности формирования структуры быстрозакаленного порошка жаропрочного сплава на основе Ti, полученного PREP методом
(2024) Шульга, А. В.; Шульга, Андрей Васильевич
Проведено многоуровневое исследование структуры сферических частиц (гранул) быстроза каленного порошка жаропрочного (α + β) сплава на основе титана, полученного PREP методом, который использовался в дальнейшем для изготовления изделий по PM HIP технологии. Методы металлографии, SEM, EDX, OIM использовались для изучения структуры гранул различного размера. Выявлено влияние размера гранул и вакуумной термообработки при температурах в областях (α + β)- и β-фазы на закономерности формирования микроструктуры гранул. Дендритная микроструктура зерен метастабильной β-фазы обнаружена в частицах (гранулах) исходного быстрозакаленного PREP-порошка. Дендритная сегрегация легирующих элементов выявлена отчетливо в более крупных частицах, в частности для Мо. В более мелких частицах наблюдалось образование более высокодисперсной структуры. Определено влияние уменьшения размера гранул на снижение размерного параметра дендритной структуры (SDAS). Построена схематическая TTT диаграмма фазовых превращений в исследованном сплаве, включая кристаллизацию, мартенситное превращение и β → (α + β)-нормальное диффузионное превращение.
Публикация
Открытый доступ
Полимер–керамический композит для изготовления диэлектрических деталей космических двигателей малой тяги
(2024) Ситников, С. А.; Астапов, А. Н.; Данилов, М. Д.; Мельников, А. В.; Бутусова, О. А.; Булычев, Н. А.
В работе представлены результаты по получению и исследованию свойств термостойких диэлектрических композиционных материалов на основе кремнийорганических полимеров для изготовления деталей космических двигателей малой тяги, например, разрядной камеры одного из типов электроракетных двигателей – высокочастотного ионного двигателя. В рамках исследования был предложен состав полимер−керамического материала на основе диметилсилоксанового каучука, армированного порошком α-фазы диоксида кремния. Композит соответствует широкому комплексу требований к материалу разрядных камер, среди которых главным образом следует выделить вибростойкость, радиопрозрачность и термостойкость до 400°С. Установлена взаимосвязь между скоростью нагрева при довулканизации полимер−керамического композита и потерей его массы. Показано, что температурный режим при довулканизации/отжиге в вакууме композита существенным образом влияет на эксплуатационные свойства разрядных камер. Результаты исследования позволили успешно изготовить образцы разрядных камер из данного композита для лабораторной модели высокочастотного ионного двигателя с диаметром пучка 100 мм.