Способ имитации воздействия ядерных излучений на материалы Советский патент 1978 года по МПК G21H5/00 

(54) СПОСОБ ИМИТАЦИИ ВОЗДЕЙСТВИЯ ЯДЕРНЫХ ИЗЛУЧЕНИЙ НА МАТЕРИАЛЫ щкнл за счет каскадных процессов, сопро. вождахяцнх фотопоглощение, существенно выше Of2 МэВ для вуклщов с пор5Ш1совым ;номером 2 ЗО, т, е, появляется воэможность всхэтроизводить высокоэнергетЕческяе ПВА, которые образуются в матерн алах лрв реакторном облучении. Проведен ные расчеты показывают, что при облуче внв обраааов материалов реакторостроения тормрэ 1ыми Х-квантами с максимальной , нергией tr J t 2ОО-350 МэВ подучает ся лучшее, чем при « -v 30-100 МэВ, совпадение параметроврадиадно1шых полей (спектров ГЮА и ПЯР) с образ лющимвся пря реакторном облученни. При этом jC увеличением энергии Е первичного яучка эпектронов от ЗО МэВ до ЗОО МэВ: а)коэффициент преобраэова Иия EQ в у-кванты возраотает /t в 2 раза б) ппотвость пучков эквивалентных -кван аров, которые можно . обычным способом за счет торможения электронов на вукдшах радиаторов, возрастает л, в 1ОО раз; в) тепловыделение в образце ва 1 эквивалентный у чвсвант практически не изменяется; г) сечение фотопоглощения и энергия, передаваемая ядерной подснсt«Me, возр«ютают л в 7 раз для я) стоимость получения одного и того же тояа электронов возрастает л. в 10 раз, Т, е, ориентировочно можно утверждать, что иопользование для и тятации реакторBttot аоврёждений. тормозных пучков уj-кваН тов с Е iS 1. ЗОО МэВ эффекттнееКна 1 затраченный рубль) /г в 70 раз в cpasвенин с 1всполв зойанием пучков -квантов .0 30 МэВ. На фиг. 1 приведена блок-схема пшич ней установки, при помощв которой реапж™ зуетев предлагаемый способ имитации; на 2 - зависимость сеченйя попющення -жоангов па углероде 6 (мбарн) от энергии Е« {M9B)jf-квантов, В установке пучок электронов 1 с энергией Е 2ОО-ЗОО МэВ, получаемый прн помощи линейного ускорителя электронов, тормозится на нуклидах радиатора 2 (элементы с большим2 уран, платана и дрЛ; полу шемый пучок 3 --квантов, очищают от электронов и позитронов при помощи магнитных (электрических) полей 4 и от мягких (с энергией 4 1 МэВ) JC квантов при помощи фильтра 5 (элементы с малыми : Ui Н, Be и др,)| в дальнейшем пуюк -квантов очищают от электронов и позитронов, образованных в фильтре 5, при помощи, полей. 4 на пути до обдучае мого образца 7 в вакуумной камере 6 (давл.ение Р-л 10- мм рт. ст.). Образец 7 охлаждается. со стороны противоположной пучку J -квантов при помощи хладаген- та 8. Оптимальные п;араматры установки (толщш-ш радиатора и фильтра, расстоятгие от радиатора до образца.-и т, д.) определяются из конктретЕых требований и уелоBirii облучения. Для Eg 250-300 МэВ, PQ- 5 -10 см. сек Д1щметра пучка 1г5V 1 мм, оптимальная толщина радиеп ра ip А- 0,5-О,8 рад. дл., допустет сэ расстояние от г.адиатора до обре.зца l см, ПрИ.Н Ю - Ю- Ээ что ПОЗБО- ляет проводить термостабилизированное облучение реальных, толщиной до нескояьких. мм, изделий плотностью потока у- квантов эквивалентЕой радиационному воздей ствшо на материалы плотности потока быстрых кейгроков р 1,5 . Бдагодаря наличию узкого диполыгого резонанса (см. фиг, 2) при энергиях « квантов- 20 МэВ резко возрастает ра- Д11ацнониая эффективность тормозных у Квантов с макс1 мальной экергдай Е и 300 МэВ в срасиенип с Е jp - 30 МэВ, Таблица

Продолжение габлнпы

легивозаняя В табяйде прадставлеш Ънепочисю (с точттгл-ыо л, ± оО%) расчеты праделыЕьж скоростей образования радиационных дефек тов в образках (толшшюй от Ю до1О см под действием заряжекиых -тастиа и -квантов и степени эквиваяентнссти параметров создаваемых радкалиояный: полей им11тируемым реакторныМо В Д-ой ко-лонке пр1тедена толщшш облучаемого , выраженная в см; во 2-of5 - вид кзиучепия: ионы Н1желп, (X - ионы гелияв протоны, е - электроны;., тормоз1 ые -кванты, тор лозные . кванты, прошедшие ужестнтепь из Be гопщшюй равной 1 радиацнонкой AiiHHej цифрами обозначена энергия используемых излучений в МэВ| в 3-ей колонке приведе ны предельные гшотностн данного вида излучения, при которых возможно термостабипизированное облучение изделий при разности температур меггшу хладагентом а образцом Д1 50О° .K.Y. «ь. wwv , коэффициент тепло-, отдачи (/ 2: 0,3 ВТ/см. град,| в 4-ой кояонке скорости дефектообразования (в пересчете на пары Френкеля), эквивалентные возникающим при плотностях быстрых реахт эркых нейтронов, укагавных в твбпяas| в колонках аяадом обозначено приблизительное количвст- . Eeiisoe (в пределах А. + 5О%) совпадеввв знергетическю;: спектров и составов ГВА, ПЯР и продуктов нонизашш (ПИ), соотзетспзенно, с реакторным обпуче юм; эва- ком - обозначено несовпадение этих параметров радиационных полей. Как вяпно из та6л1щы,только при обпучааян пучком отфнпьтповацных тормозных j -кавв- тов с максимальной энергией ЗОО М можно создать в образцах тошавной до нескольких миллиметров скорости образования радиационных дефектов, превышающие те, которые возникают при реактор- ном облучении; при этом параметры inep вичных радиационных полей совпадают с приемлемой точностью {«- 5О%). Формула изобретения Способ имитации воздействив ядерных излучений на материалы, заключаюшнйся в облучении исследуемого матервола пуч SOM тормозных гамма-квантов, о т л в « чающийся тем, что, с целью ускорения процасхза имитации и повышения точности воспроизведения воздействия ящерных излучений быстрых и термоядерных реакторов, используют гамма-кванты с Энергией, превышающей энергию максимума в энергетической зависимости полных адронных сечений поглощения гамма-квантов для данного материала.

I I I I IT

tpu.f

TT

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1.Зеленский В. Ф. и др. Сб. Вопросы атомной науки и техники. Серия Физика радиационных повреждений и радиационное материаловедение. Вып. 1 (2), Харьков 1975, 8. 2.Иванов Н. А. и др. ФТП, 1975, № 6, 1049.