Определение влияния дозовой зависимости радиационных повреждений на изменение теплофизических параметров оксидных керамик – материалов инертных матриц дисперсного ядерного топлива

Аннотация

Интерес к направлению исследований, связанному с изучением механизмов радиационых повреждений обусловлен в первую очередь возможностями получения новых данных о влиянии облучения тяжелых ионов на сохранение устойчивости керамик к повреждениям и ухудшению теплофизических свойств, а также установлению наиболее перспективных материалов для инертных матриц, являющихся одними из вариантов перехода к новым типам ядерного топлива, использование которого позволит повысить эффективность эксплуатации ядерных реакторов нового поколения. В качестве объектов для исследований были использованы три типа тугоплавких керамик на основе оксида магния, вольфрама и циркония. В ходе проведенных исследований было установлено, что на снижение теплофизических параметров исследуемых оксидных керамик оказывает влияние величина накопленных структурных искажений, связанных с образованием локально – изолированных дефектных включений в поврежденном слое, накопление которых при увеличении флюенса облучения приводит к частичной аморфизации и разупорядочению поврежденного слоя. При этом для ZrO₂, накопление структурных искажений, приводящее к полиморфным трансформациям, приводит к изменению скорости снижения теплофизических параметров, связанных с фазовыми изменениями (полиморфными превращениями типа m – ZrO₂ → c – ZrO₂). В случае изменения типа ионов при облучении (при переходе от ионов Kr¹⁵⁺ к ионам Xe²³⁺) наблюдается увеличение снижения теплофизических параметров при высокодозном облучении, которое в свою очередь обусловлено эффектами более выраженных структурных деформаций, за счет увеличения ионизационных потерь в материале.