Журнал науки о ядерной энергетике и технологиях производства электроэнергии

Влияние протонного облучения на физико-механические свойства и микроструктуру холоднодеформированного молибдена$

Симос Н., Куаранта Е., Харитонидис Н., Редаелли С., Бертарелли А., Мариани Н., Чжун З., Гоуз С., Дорхии Е., Чжун Х. и Коцина З.

Высокотемпературные огнеупорные материалы и сплавы, включая Mo и TZM, были рассмотрены и изучены для оценки их применимости в термоядерных реакторах в дополнение к мишеням расщепления в ускорителях частиц. Воздействие нейтронного, протонного и ионного облучения на свойства и микроструктуру чистого Mo и его комбинации TZM было оценено с помощью исследований повреждений от освещения. Холоднодеформированный молибден (половина CW), описываемый микроструктурой, состоящей из неравномерно вытянутых зерен, рассматривался для использования в каркасе очистки гало шахты Большого адронного коллайдера 7 ТэВ, что побудило настоящее исследование. Для оценки деградации ключевых физико-механических свойств холоднодеформированной структуры после длительного воздействия протонного облучения, а также влияния температуры облучения на деградацию, в Брукхейвенской национальной лаборатории были выполнены облучения протонами 200 МэВ при 960 °C до флюенсов ~2 × 1021 имп/см2 и 28 МэВ при температуре ниже 600 °C до флюенсов ~6 × 1020 имп/см2. Высокоэнергетическое рентгеновское излучение на синхротронах NSLS и NSLS II использовалось в оценке после облучения (PIE) для оценки эволюции микроструктуры. Было выявлено, что холоднодеформированный Mo и в соответствии с исследованиями нейтронного облучения при высоких температурах страдают от серьезного снижения прочности на растяжение из-за эволюции дефектов в дислокационные сети. Кроме того, облучение при температурах, близких к температуре полной рекристаллизации холоднодеформированной структуры, удаляет текстуру микроструктуры, вызванную холодной деформацией.