Введение к работе
Перспективы развития современных отраслей промышленности и новых технологий определяются в значительной степени успешным решением сопутствующих экологических проблем. Особенно этот вопрос актуален для ядерной энергетики. Одно из направлений решения проблем безопасности и экологии ядерной энергетики связако с использованием конструкциоямыя и других материалов, обладающих достаточно быстрым спадом наведенной радиоактивности (малоактивируемые материалы). Применение таких материалов не только облегчает эксплуатацию и уменьшает экологическую опасность ядерных энергетических установок, но и существенно снижает материальные затраты на захоронение радиоактивных отходов. Эти же проблемы актуальны и для космического материаловедения.
До начала 90-х годов основные проблемы применения сталей и сплавов в атомной энергетике были связаны с достижением определенных физико-химических и технологических свойств и, в частности, радиационной стойкости к нейтронных полях различных энергетических Спектров. В отличии от ядерного топлива, экологические проблемы, связанные с образованием в сталях и сплавах долгоживущих радионуклидов, практически не рассматривались. В дальнейшем, s связи с истечением сроков эксплуатации атомных энергетических реакторов, а также с рядом аварий на них, проблеме радиоактивности конструкционных материалов стали уделять с каждым годом все большее внимание. Для атомной энергетики эта проблема в основном связана с задачами утилизации радиоактивных материалов в весьма значительных количествах - до нескольких сотен тонн на один энергетический блок. Для "чистой" термоядерной энергетики наведенная радиоактивность конструкционных материалов будет одной из основных экологических проблем, определяющих развитие этого направления » будущем.
В связи с этим возникает необходимость оценки активируемое материалов любого состава в спектрах нейтронов различного энергетического распределения и кинетики ее последующего спада. В процессе облучения за счет трансмутационных ядерных реакций изменяется и исходный химический состав материалов: одни элементы выгорают, другие нарабатываются. Учет этих превращений также необходим, поскольку они могут привести к существенному изменению структуры и эксплуатационных свойств облучаемых материалов.
Основные цели работы заключались я следующем: разработка программного комплекса для расчета активации и трансмутационных превращений в применяемых и кандидатиых металлических материалах в спектрах ядерных частиц любого энергетического распределения,
-определение критериев и параметров при выборе элементов рекомендуемых а качестве компонентов конструкционных материалов для реакторов деления и синтеза,
-оценка активируемости реальных металлических материалов и элементен входящих в их состав в спектрах нейтронов различных ядерно-энергетических установок,
изучение влияния примесных элементов на активаиионные характеристики сталей и сплавов на основе ванадия и алюминия,
моделирование воздействия нейтронного облучения на металлические материалы с помощью электронного облучения и легирования.
Научная новизна и практическая ценность работы.
- создан вычислительный комплекс для моделирования активации и трансмутации
химических элементов и их композиций в спектрах ядерных частиц любого
энергетического распределения на основе оригинальных компьютерных программ
и константного обеспечения;
-получен комплекс новых расчетных и экспериментальных данных по активации, сплавов на основе алюминия, ванадия и сталей в условиях нейтронного облучения; -в рамках проведенных исследований предложены способы и пути снижения активируемости металлических систем при разработке, создании и эксплуатации малоактивируемых и радиационностойких металлических материалов для ядерной энергетики и космической техники, прогнозирования их поведения а условиях облучения нейтронами и протонами;
- на основе оригинальных экспериментальных данных показана возможность
моделирования структурно-фазовых превращений при нейтронном облучении
методами легирования и электронного облучения.
Автор защищает:
-
Вычислительный комплекс для моделирования активации и трансмутацин химических элементов и их композиций в спектрах ядерных частиц любого энергетического распределения на основе оригинальных компьютерных программ и константного обеспечения.
-
Комплекс результатов расчетов активируемости основных химических элементов, входящих в состав сталей и сплавов на основе алюминия и ванадия в условиях нейтронного облучения.
-
Результаты экспериментального исследования влияния примесных элементов на активацию сталей и сплавов на основе алюминии, ванадия.
-
Результаты по моделированию структурно-фазовых превращений в сплавах на основе алюминия при нестройном облучении.
Публикации. Но теме диссертации опубликовано 15 работ, список которых представлен ниже.
Апробация работы. Результаты работы докладывались на IV Международной конференции по исследованию и разработке конструкционных материаов для реакторов термоядерного синтеза (г. Дубна 1990 г.). Всесоюзном семинаре "Радиационная физика твердого тела" (Севастополь, 1990 г.), Всесоюзной конференции Развитие эффективных процессов производства материалов на основе алюминиевых сплавов и новых областей их народнохозяйственного применения (Москва, 1990 г.), Международной конференции по физике радиационных эффектов в металлах (Шиофок, Венгрия, 1991 г.), V Международной конференции по материалам для термоядерных реакторов (Клиавотер, США, 1991 г.).
Структур* м объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, основных (выводов и списка литературы. Отержит 75 страниц, включая 15 рисунков и 9 таблиц. Список использованной литературы содержит 83 наименования.
Похожие диссертации на Основные направления создания малоактивируемых материалов для ядерной энергетики
