Введение к работе
Актуальность теми. Среди важнейших проблем современной пауки и техники особое место занимает проблема реализации управляемого термоядерного синтеза - одного лз главных путей решения насущних ?ліач надвигающегося энергокризиса.
Решение этой проблеми потребовало усиления исследований по изучению процессов взаимодействия высокоэнерготичных частиц и электромагнитных излучений с твердыми телами. Эти взаимодействия в кристаллических твердих телах приводят к сложным структурно-фазовым превращениям, заканчивающимся, как. правило, деградацией исходник свойств материала.
Графит, благодаря своим физическим я механическим свойствам, рассматривается как материал, из которого мо'яно изготавливать поверхности элементов, контактирующих с плазмой в термоядерних установках (ТЯУ). Частицы изотопов водорода, падающие на первую стенку термоядерних установок, до расчетам, будут обладать энергией от тепловой до десятков кэВ. Следовательно, взаимодействия таких частиц с поверхностью графита попадают в энергетическую область горячих взаимодействий и могут'привести к образованию летучих соединений, попадание которых в объем разрядной камери' ухудшает рабочие характеристики плазмы. Подобное же влияние оказывают и продукты взаимодействия имплантировании в-графите частиц, диффундирующих к поверхности при высокой температуре.
В функционировании ТЯУ дополнительные проблемы могут создать и атомы изотопов водорода, накопленнке в объеме материала во время облучения. Учитывая вышесказанное, можно заключить, что вопросы о механизмах разрушения решётки графита под возле.':-
ствием потоков изотопов вопорода, о влиянии накопленного водорода на формирование и эволюцию дефектной структури, ответственной за изменение, различных сюкств материала, являются весьма актуальними, для современной радиационной физики твердого тела и термоядерного.материаловедения..'
Несмотря на то, -что изучению взаимодействия водорода' с
гранитом'посвящено большое число работ, благодаря которым в '
данной' области достигнуть'определшшиё успехи, до настоящего-
времени'сравнительно.мало исследований о поведении радиоактив
ного иаої'Оііи Шаорсца- - тр:;гл;я и грацлло. Однако очевидно, что
отот вопрос характеризуется исключительной актуальностью, если
учесть, что вопросі!, связанніїе с тритием в графите, включаются
и в экологический аспект проблем работы термоядерних,, а также
ядерних-реакторов, особенно типа БТГР (високотемпературнім
газоохлаядаомш реактор).' -
'Цель рг»о"отн. 'Диссертационная работа, побвяіцона исслецова-нню поведения трития в облученном в реакторе графите. Одновременно' изучалрсь влияние реакторного облучения на дефектную структуру графита. Конкретно біоти поставленії следующие задачи:
1. Изучение выделения трития и тритнйсодержащих продук
тов из,графита в двух различных случаях: '
когда тритий генерируется.в материале паи действием теплових нейтронов на ядрах структурних примесей (-в основном ппи:;ось чі .,'реакция -!л'(и,яО ! );
когда при облучении в реакторе в графите одновременно яшлагтгрустс.я тритий' отдачи (реакция '^; Ы,а)Т (соль "Li Г
Li F ) :vik реакция 3Ис U,p*|T. . [газ %е)).' '
2. Исследование влияния реакторного облучения (при олно-
, временной имплантации трития) и поелерациациоиного отжига на
- 5 -дефектную структуру графита.
3. Сравнение экспериментальных данных с предсказаниями теоретической модели ( в случае ЭПР поглощения).
Научная новизна заключается в том, что впервые изучена дефектная структура графита, облученного в реакторе при одновременной имплантации трития. В работе исследовано также поведение имплантированного трития в графитах различных сортов.
В диссертационной работе:
установлен состав и относительный выход продуктов взаимодействия трития (как горячего, так и имплантированного) с графитом;
изучен характер зависимости выделения трития и тритий-содержащих продуктов от температуры отжига;
- установлено, что из облученного в реакторе графита имплантированный тритий десорбируется немонотонно ;
оценено соотношение парамагнитных центров (ПЦ), находящихся в слоях (делокализованные ПЦ) и между слоями (локализованные ПЦ) графита;
изучены процессы послерадиационной эволюции дефектной структуры при отжиге облученпых образцов графита;
установлено, что экспериментальные результаты (в случае ЭПР поглощения) хорошо описываются модифицированной моделью обменного взаимодействия;
разработана методика определения содержания примеси лития в твердых образцах графита.
Эти результаты и выносятся на защиту.
Научно-практическая' ценность . Полученные в настоящей работе результаты имеют большое значение относительно малоизученной проблемы поведения трития в грабите. Повышенный интерес к этому вопросу объясняется как его научной ценкост ,в ( изучение
-6-.
поведения трития в графите дает информацию о радиационных процессах, протекающих в поврежденном материале ), так и прикладным значением (взаимодействие трития с решеткой-ухудшает эксплуатационные характеристики графита). Так как в работе рассмотрены условия, приблиясакщиеся к реальшш условиям эксплуатации материалов в ядерных и термоядерных установках, полученные результаты имеют большое практическое значение и могут быть использованы при прогнозировании работоспособности конструкционных графитов.
Апробация работы . Основные результаты диссертационной ра
боты докладывались и обсуждались на семинарах ИФ-АН ГССР, на
научной конференции молодых ученых по физике (Тбилиси,. 1984),
на Пятом международном симпозиуме по радиационной химии г.-Бу
дапешт, ВНР,1983), на постоянной семинаре по - радиационной повре
ждаемости и работоспособности-конструкционных материалов .
.(г. Псков,IS86), на очередной Миллеровской конференции по ра
диационной химии (г.Шбцрон,ВНР,1987), на Пятом всесоюзном.со
вещании по радиационным гетерогенным процессам (Кемерово,1990),
на УІІІ международном симпозиуме по радиационной.химии
(г.Толука,Мексика 1090). ,
- * '
Публикации. . По материалам диссертации опубликовано ^ работ.
- Структура и объем работы.Диссертационная работа состоит
из введения,четырех глав и выводов. Она содержит /9 стр. ма
шинописного текста,включая 31 рисунков, 12 таблиц
и список цитируемой литературы из 159 наименований.