Бериллий негізіндегі композициялық материалдарды эксперименттік зерттеуді орнату және әдістемесі
DOI:
https://doi.org/10.26577/RCPh.2023.v86.i3.04Кілттік сөздер:
титан бериллиді, термо-десорбциялық спектрометрия (ТДС), дейтерий, сутегі, бланкетАннотация
Бериллий негізіндегі композициялық материалдарға деген қызығушылық жақында Be12Ti титан бериллид түріндегі металларалық қосылыстар ITER және DEMO сияқты термоядролық қондырғыларда нейтрондарды көбейту үшін перспективалы материал ретінде қарастырыла бастаған кезде пайда болды. Титан бериллиді басқа бериллидтерден ерекшеленеді, өйткені нейтрондардың көбею деңгейі ең жоғары, сонымен қатар металл бериллиймен салыстырғанда температураға төзімділіктің қосымша артықшылығы бар. Титан бериллийі су буымен әлдеқайда әлсіз әрекеттеседі, бланкет корпусында жарылғыш сутектің пайда болу мүмкіндігін болдырмайды, газдың ісінуіне бейім емес және металл бериллийден айырмашылығы жинақталған тритийдің аз мөлшерін сақтайды. Сондай-ақ, титан бериллидінің құрылымдық материалдармен үйлесімділігі бериллийге қарағанда әлдеқайда жоғары екендігі расталды. Титан бериллидін пайдалану үшін оның сутегі изотоптарымен әрекеттесу параметрлерін зерттеу маңызды. Ең танымал әдістердің бірі – термиялық десорбциялық спектроскопия әдісі (ТДС).
Бұл мақаланың мақсаты – ТДС зерттеулеріне арналған мамандандырылған эксперименттік қондырғыны әзірлеу және эксперименттерді орындау әдістемесін әзірлеу. Әдістемелік эксперименттердің нәтижелері келтірілген, онда дейтерий ортасындағы үлгілерді қанықтыру процедуралары және эксперименттердің ТДС процедуралары пысықталған.
Титанның монолитті бериллид үлгілерімен дейтерийдің өзара әрекеттесу параметрлерін зерделеу бойынша әдістемелік эксперименттер "Үлбі металлургиялық зауыты" АҚ өндірісінің атмосфералық қысым және 973 К үлгінің температурасы кезінде дейтерий ортасында қаныққан материалында орындалды. Термодесорбциялық спектроскопия әдісімен эксперименттер 10 және 20 К/мин сызықтық қыздыру жылдамдықтарында 293 – 1573 К температура интервалында жүргізілді. Бериллид титанға эксперименттік зерттеулер жүргізу әдістемесін әзірлеу нәтижелері бойынша әдістің дифференциалды ТДС режимі ұсынылады. Бұл жағдайда бақылау зонды ретінде сутегі – дейтерий изотопын қолдану қажет.
Библиографиялық сілтемелер
Y. Someya, et.al., Fusion Engineering and Design, 98-99, 1872-1875 (2015).
G. Federici, et.al., Fusion Engineering and Design, 89, 882-889 (2014).
L. Boccaccini, et.al., Journal of Nuclear Materials, 329-333, 148-155 (2004).
P. Pereslavtsev, et.al., Fusion Engineering and Design, 146, 563-567 (2019).
F.A. Hernandez, et.al., Fusion Science and Technology, 75, 352-364 (2019).
K. Munakata, et.al., Journal of Nuclear Materials, 329-333, 1357-1360 (2004).
K. Munakata, et.al., Fusion Engineering and Design, 75-79, 997-1002 (2005).
K. Munakata, et.al., Fusion Engineering and Design, 81, 993-998 (2006).
Y. Mishima et.al., Fusion Engineering and Design, 82, 91-97 (2007).
D.W. Aylmore, et.al., Journal of Nuclear Materials, 3, 190-200 (1961).
A. Petti, et.al., Journal of Nuclear Materials, 283-287, 1390-1395 (2000).
R.A. Anderl, Journal of Nuclear Materials, 258-263, 750-756 (1998).
E. Rabaglino, Helium and Tritium in neutron-irradiated beryllium, PhD Thesis, Forschungszentrums Karlsruhe GmbH, Karlsruhe. ISSN 0947-8620 (2004).
M. Uchida, et.al., Journal of Nuclear Materials, 307–311, 653–656 (2002).
Yu.V. Zaika, E.K. Kostikova, Otsenka parametrov diffuzii i desorbtsii vodoroda v krayevoy zadache TDS-degazatsii, Proceedings of the Karelian Scientific Center RAS 3: 45–50 (2010). (in Russ).
T.V. Kulsartov, et.al., VANT. Ser. Thermonuclear Fusion 37, 2, 27-37 (2014). (in Russ).
M.S. Zibrov, et.al., VANT. Ser. Thermonuclear Fusion 38, 1, 32–41 (2015). (in Russ).
