Д. В. Харьков графит в науке и ядерной технике г. Новосибирск 013 Монография

 

---

157 
Рис.6.4.
Зависимости 
относительного 
изменения 
коэффициента 
теплопроводности λ при 20°С образцов графита, облученных при 450 °С (а), 560 °С 
(б) и 640 °С (в), от флюенса и зависимость λ исходных и облученных при 560 °С до 
флюенса 1,5
⋅
10
26
м
-2
образцов от температуры измерения (г). 
 
На рис.6.4, г показана зависимость λ от температуры для исходных 
образцов и образцов после облучения при температуре 560°С до флюенса 
нейтронов 1,5
⋅
10
22
см
-2
. Видно, что при увеличении температуры с 20 до 
500°С теплопроводность исходных образцов упала с 151 и 119 до 92 и 76 
Вт/м
⋅
К в параллельном и перпендикулярном направлении соответственно. 
Теплопроводность облученных образцов с повышением температуры, 
напротив, увеличилась с 23 и 16 до 33 и 26 Вт/м
⋅
К соответственно. 
Качественно данный эффект объясняется на основании теории Дебая. В 

---

158 
исходном состоянии снижение коэффициента теплопроводности с 
повышением температуры связано с уменьшением длины свободного 
пробега фононов за счет интенсификации фонон-фононного рассеяния [172]. 
В облученном состоянии длина свободного пробега определяется рассеянием 
фононов на радиационных дефектах и практически не зависит от 
температуры, рост же значения λ с повышением температуры связан с 
увеличением 
теплоемкости. 
Наблюдается 
хорошее 
соответствие 
зависимостей коэффициента теплопроводности от флюенса, полученных в 
настоящей работе и приведенных в НГР [163] (рис.6.4, а, б). 
Зависимости относительного изменения ТКЛР, усредненного в 
интервале температуры 25 – 400°С, от флюенса нейтронов представлены на 
рис.6.5. Исходные значения ТКЛР составляют (2,5-3,5)
⋅
10
-6
K
-1
и (3,5-4,5)
⋅
10
-6
K
-1
для образцов параллельной и перпендикулярной вырезки соответственно. 
Это различие связано с анизотропией ТКЛР кристаллитов (значение ТКЛР 
вдоль оси 
с 
кристаллитов 
∼
24
⋅
10
-6
К
-1
, вдоль оси 
а
 
∼
1
⋅
10
-6
К
-1
) и 
преимущественной ориентацией кристаллитов базисными плоскостями вдоль 
оси формования блока. 
Наблюдается сложный характер зависимости ТКЛР от флюенса, а 
именно: сначала происходит рост значения ТКЛР, не превышающий 20 %, до 
флюенса (0,5-0,7)
⋅
10
22
см
-2
, после чего значение ТКЛР уменьшается и далее 
при флюенсе выше (1,5-2,0)
⋅
10
22
см
-2
снова начинает расти. Значение 
флюенса, при котором начинается вторичный рост ТКЛР, близко к значению 
критического флюенса. 
Отмечено, что увеличение температуры облучения приводит к 
смещению 
положений 
максимального 
и 
минимального 
значений 
коэффициента α в сторону меньших флюенсов. 
В работе [59] было показано, что значение ТКЛР кристаллитов 
практически не изменяется относительно их исходных значений при 
облучении при температуре выше 300°С, что связано с очень малыми 
изменениями параметров кристаллической решетки. Поэтому в нашем случае 

---

159 
можно утверждать, что изменение ТКЛР связано с изменением 
микроструктуры поликристаллического графита (в основном пористой 
подсистемы), а не с изменением ТКЛР составляющих его кристаллитов. 
Немонотонность изменения коэффициента 
α
от флюенса нейтронов 
(наличие максимума и минимума) объясняется наличием нескольких 
конкурирующих процессов [173, 174].