Радиация разрушает кристаллическое решетки металлов .
ИИ
Оболочки твэлов (тепловыделяющих элементов)
из нержавеющей стали (например, аустенитные стали типа 316 или 1Х18Н10Т)
под воздействием высокого потока быстрых нейтронов в ядерных реакторах подвергаются
радиационному охрупчиванию и распуханию.
Страна Росатом
Основные причины охрупчивания:
Образование дефектов кристаллической решетки:
Быстрые нейтроны выбивают атомы из узлов кристаллической решетки,
образуя вакансии и межузельные атомы. Эти дефекты собираются в комплексы (dislocation loops, пустоты), что резко увеличивает твердость стали, но снижает ее пластичность.
Радиационное распухание: Образование вакансионных пор приводит к увеличению объема материала, что при высоких дозах облучения (50-100 сна) вызывает тяжелое охрупчивание.
Гелиевое охрупчивание: В результате ядерных реакций (n,
) внутри стали образуется гелий, который накапливается на границах зерен, образуя пузырьки. Это приводит к межкристаллитному разрушению.
Радиационно-индуцированная сегрегация: Изменение химического состава на микроуровне (например, обогащение границ зерен никелем и кремнием) также способствует снижению вязкости.
ScienceDirect.com
+6
Последствия:
Нержавеющая сталь становится менее пластичной, ее способность к деформации падает,
и она становится чувствительной к нагрузкам, что может привести
к хрупкому разрушению при низких температурах
или при малых деформациях сердечника.
Поэтому для реакторов на быстрых нейтронах разрабатываются специальные радиационно-стойкие материалы, такие как ферритно-мартерситные стали (например, ЭП823), которые обладают более высокой устойчивостью к радиационному распуханию
*
Проблемы разработки перспекивных материалов для оболочек ТВЭЛ реакторов на быстрых
нейтронах
https://elib.biblioatom.ru/text/byullet … 06_v8/p22/
https://elib.biblioatom.ru/text/byullet … 06_v8/p28/
Оболочки | для ТВЭЛ
https://www.atomic-energy.ru/fuel-casings
Оболочка для ядерного топлива — это герметичный контейнер (обычно тонкостенная трубка), в который заключено ядерное топливо (например, таблетки диоксида урана). Вместе они образуют тепловыделяющий элемент (ТВЭЛ) — основную «рабочую лошадку» активной зоны любого ядерного реактора .
