WWW.LIBRUS.DOBROTA.BIZ
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - собрание публикаций
 

«Чжоу Хао, Сюй Шупэн А А В, А А В Научный руководитель: профессор В.В. Ларионов, профессор В.А. Варлачев XV 346 « В АВ А А А » Национальный исследовательский Томский политехнический ...»

НАКОПЛЕНИЕ ВОДОРОДА В ТИТАНЕ ПРИ ЕГО ОБЛУЧЕНИИ НЕЙТРОНАМИ

Чжоу Хао, Сюй Шупэн

А А В, А А В

Научный руководитель: профессор В.В. Ларионов, профессор В.А. Варлачев

XV

346 « В АВ А А А »

Национальный исследовательский Томский политехнический университет,

Россия, г. Томск, пр. Ленина, 30, 634050 E-mail: 326766782@qq.com

ACCUMULATION OF HYDROGEN IN TITANIUM UNDER IRRADIATION WITH NEUTRONS

Zhou Hao, Xu Shupeng Scientific Supervisor: Prof., Dr. V.V. Larionov, Prof., Dr. V.A. Varlachev Tomsk Polytechnic University, Russia, Lenin str., 30, 634050 E-mail: 326766782@qq.com Abstract. The course of the nuclear reaction in titanium under neutron irradiation with formation of hydrogen was experimentally confirmed. Additional hydrogen and gamma quanta with an energy of 889 and 1120 keV are observed. The gamma-field effect should be taken into account when creating neutron protection based on titanium borides. The irradiation of titanium leads to a change in the thermoelectric power to 20% .

Введение. При проникновении в титан в процессах плавки, обработки и эксплуатации, водород оказывает как негативное влияние, например охрупчивание, так и положительное влияние, пластифицируя металл [1]. Водородное охрупчивание является проблемой для авиа- и ракетостроения, химической и нефтегазовой промышленности. Как известно гидриды титана и циркония с высоким содержанием водорода используются в контейнерах сухого хранения отработанного ядерного топлива .

Отмечается, что использование водородсодержащих материалов в качестве защиты от нейтронов обусловлено высоким содержанием водорода в них. Отмечается и то обстоятельство, что в свободном состоянии сечение рассеяния тепловых нейтронов водородом составляет 38 барн, а в связанном состоянии в парафине – 80 барн. Однако эти материалы нельзя использовать при высоких температурах, которым присущи процессы в ядерных реакторах. Поэтому актуальной проблемой является создание гидридов металлов с повышенным содержанием водорода. С другой стороны высокое содержание водорода ведет к охрупчиванию и разрушению стенок контейнеров. Соотнесение защитных и прочностных характеристик материалов, исследование процессов получения материалов с указанными свойствами представляет дополнительную актуальную проблему. Для защиты получают гидриды с повышенным содержанием водорода до (12 15) ·1022 см-3. Гидрид титана TiH3.7 содержит Ti – 92.65%, H

– 7.35 %, гидрид циркония ZrH2 соответственно Zr – 97.33%, H – 2.67%. В США и Западной Европе распространенным является материал RX – 277 (плотность 1. 67 г/см3). Состав, % Н – 3.37; В – 1.56; О – 58.85; Na – 0.59%; Mg – 0.3; Al – 23.91; Si – 2.13; S – 0.19; Fe – 0.19. Другой проблемой является использование соединений титана на основе бора для радиационной защиты (от нейтронов) [2] .

Еще одна проблема состоит в том, что при введении водорода в титан существует предел насыщения. При обычном насыщении реакция идет по уравнению Тi + Н2 = ТiН2, где один атом титана присоединяет не 4 атомы водорода, а два,. т. е. ТiН2, а не ТiН4. Наш метод позволяет увеличивать

–  –  –

облучения и применения термоэдс для контроля и анализа наводороживания титана в различных условиях .

Материалы и методы. Для исследования применяли образцы размером 20х20х1мм из титанового сплава ВТ1-0. Сплав имеет следующий состав [% wt.]: 0.18 Fe; 0.1 Si; 0.07 C; 0.12 O; 0.01 H; 0.04 N .





Наводороживание осуществлялось по методу Сивертса [3]. После насыщения были проведены измерения концентрации водорода при помощи анализатора водорода RHEN602 фирмы LECO. Измерение величины термоэдс проводили на установке [3] с электродом из золота. Облучению резонансными нейтронами (энергия 0.1 МэВ) подвергли образцы титана, насыщенного до следующих концентраций: 1CH=0,05%, 2- CH=0,06%, 3- CH=0,07%, 4 - CH=0,00%. Использовали канал ядерного реактора со

–  –  –

спектрометре CANBERRA с ППД из сверхчистого германия. Объём детектора 42,6 кубических см .

Энергетическое разрешение детектора равно 1,9 кэВ по гамма-линии с Е = 1,33 МэВ .

Теоретическая часть. Зависимость термоэдс для металлов имеет довольно сложный характер. На её величину влияет облучение нейтронами в связи с тем, что происходит рассеяние на дополнительных атомах водорода, а также, возможно на эффективном поле гамма квантов. В общем случае её величина

–  –  –

В гамме-спектре наводороженного и облученного образца наблюдается две линии. Гамма-спектр образца с содержанием водорода 0.05% имеет следующие характеристики. Время измерения гаммаспектра 300 секунд. Площадь пика Sc46 с энергией 889 кэВ равна 1,95·104, а с энергией 1120 кэВ – 1,55·104 .

Рис. 1. Зависимость величины термоэдс от температуры (1- нагревание, 2 – охлаждение, 3, 4 касательные к кривой 1, 5 – касательная к кривой 2) и Зависимость величины термоэдс от 1/Т (1концентрация водорода СН – 0.07%, 2 – 0.7%, 3, 5 – касательные к кривой 1; 4 – касательная к кривой 2, b – точка перегиба кривой 1) Наблюдали изменение площади петли гистерезиса до и после облучения образца нейтронами. Это изменение пропорционально концентрации водорода .

Выводы. Экспериментально подтверждено протекание ядерной реакции в титане при облучении нейтронами с образованием водорода. Наблюдаются гамма-кванты с энергией 889 и 1120 кэВ. Эффект гамма-поля необходимо учитывать при создании нейтронной защиты на основе боридов титана .

Наводороживание титана с последующим облучением приводит к изменению величины термоэдс до 20%, что может быть использовано для оперативного неразрушающего контроля материалов атомной энергетики .

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Гаранин Г.В., Ларионов В.В., Склярова Е.А. Диффузия водорода в металлах под действием ионизирующего и акустического излучения. Депонированная рукопись № 66-В2010 15.02.2010 .

2. Важенин А.В. Радиационная онкология. Организация, тактика, пути развития. М.: Изд-во РАН, 2003. 236 с .

3. Патент Украины № 25785. Морозов И., Скороход В. Способ насыщения материалов газами. Бюлл. 3 13. 2007.




Похожие работы:

«ПРОЕКТНАЯ ДЕКЛАРАЦИЯ Многоквартирное жилое здание со встроенными помещениями общественного назначения и встроенно-пристроенной подземной автостоянкой по адресу: г. Киров, ул. Орловская, д. 20б – Жилой комплекс Золотой Ключ (1-я, 2-я очереди строительства) № 43-000145 по состоян...»

«соленоиде длиной 20 см и диаметром 5 см. Обмотка соленоида изготовлена из медной проволоки диаметром 0,5 мм. Найти ток проходящий через обмотку и разность потенциалов, прикладываемую к концам обмотки. Считать поле соленоида однородным. Ответ: I = 0,5 A, U = 2,7 B. Вариант 1. Сила Лоренца и сила Ампера 1. С какой силой действует магнитн...»

«Список использованных источников 1. Абзалов В.М., Горбачев В.А., Евстюгин С.Н. [и др.]. Физико-химические и теплотехнические основы производства железорудных окатышей. – Екатеринбург: НПВП "ТОРЭКС", 2012. – 340 с.2. Крейт Ф., Блэк У....»

«ДУГАЕВ ДМИТРИЙ АЛЕКСАНДРОВИЧ РАЗРАБОТКА АДАПТИВНОГО АЛГОРИТМА МАРШРУТИЗАЦИИ ДЛЯ БЕСПРОВОДНЫХ МНОГОУЗЛОВЫХ СЕТЕЙ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ Специальность 05.12.13 – Системы, сети и устройства телекоммуникаций Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Новосибирск 2018...»

«Техническое задание на монтаж систем автоматики противопожарной защиты здания. Гостиничной части "Многоэтажного гостиничного комплекса на земельном участке, ограниченном ул. Аксакова, Тубинской, переулком Скворцова в Кировском районе городского округа город Уфа Республики Башкортостан". Оглавление Требования сист...»

«.. 04.16. – “, ” =========================================== ЕРЕВАНСКИЙ ФИЗИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ ИМЕНИ А.И. АЛИХАНЯНА Шагинян Альберт Айрапетович МНОГОКАНАЛЬНЫЕ ДЕТЕКТОРЫ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПАРТОННОЙ СТРУКТУРЫ НУКЛОНОВ АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности А.0...»

«ГОСТ Р 51924-2002 Г О С У Д А Р С Т В Е Н Н Ы Й СТАНДАРТ Р О С С И Й С К О Й Ф Е Д Е Р А Ц И И ТРУБЫ ДВО Й Н Ы Е к о л о н к о в ы е ДЛЯ ГЕОЛОГО-РАЗВЕДОЧНОГО БУРЕНИЯ Общие технические условия И здани е оф ициальное БЗ 1 2 -2 0 0 1 /3 1 2 ГОССТАНДАРТ РОССИИ Москва проектные организации ГОСТ Р...»

«Масла моторные универсальные по ГОСТ 10541-78 РПБ № 84035624.02.37739 стр. 3 Действителен до 08.04.2020 г. из 16 1 Идентификация химической продукции и сведения о производителе и/или поставщике 1.1 Идентификация химической продукции 1.1.1 Техническое наименование Масла моторные универсальные [1]. 1.1.2 Краткие рекомендации по Ма...»







 
2019 www.librus.dobrota.biz - «Бесплатная электронная библиотека - собрание публикаций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.