Установка и методика экспериментальных исследований композиционных материалов на основе бериллия

Аннотация

Интерес к композиционным материалам на основе бериллия появился в последнее время, когда интерметаллические соединения типа бериллида титана Be₁₂Ti стали рассматриваться как перспективный материал для размножения нейтронов в установках термоядерного синтеза, таких как ITER и DEMO. Бериллид титана выделяется среди других бериллидов, потому что он имеет самые высокие показатели размножения нейтронов, а также обладает дополнительным преимуществом – более высокой стойкостью к температурному воздействию по сравнению с металлическим бериллием. Бериллид титана гораздо слабее взаимодействует с водяным паром, исключая возможность образования взрывоопасного водорода в корпусе бланкета, менее склонен к газовому распуханию, и, в отличии от металлического бериллия, удерживает меньшее количество наработанного трития. Также было подтверждено, что совместимость бериллида титана с конструкционными материалами намного выше, чем у бериллия. Для применения бериллида титана важно исследовать параметры его взаимодействия с изотопами водорода. Одним из наиболее известных методов для является метод термодесорбционной спектроскопии (ТДС).

Целью данной работы является разработка специализированной экспериментальной установки для ТДС исследований и отработка методики выполнения экспериментов. Приведены результаты методических экспериментов, в которых были отработаны процедуры насыщения образцов в среде дейтерия и процедуры проведения ТДС экспериментов.

Методические эксперименты по изучению параметров взаимодействия дейтерия с образцами монолитного бериллида титана выполнены на материале производства АО «Ульбинский металлургический завод», насыщенном в среде дейтерия при атмосферном давлении и температуре образца 973 К. Эксперименты методом термодесорбционной спектроскопии проведены в интервале температур 293 К – 1573 К при скоростях линейного нагрева 10 и 20 К/мин. По результатам отработки методики для проведения экспериментальных исследований бериллида титана рекомендован дифференциальный режим ТДС метода. При этом в качестве контрольного зонда необходимо использовать изотоп водорода – дейтерий.