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

 
а) 
 
б) 

---

152 
 
в) 
Рис.6.1.
Зависимости относительного изменения длины образцов диаметром 6 и 
8 мм, облученных при температуре 450°С (а), 560°С (б) и 640°С (в), от флюенса 
нейтронов.
 
 
Рис.6.2.
Зависимости относительного изменения объема образцов диаметром 6 
мм (а) и 8 мм (б) от флюенса нейтронов
.
 

---

153 
 
 
Рис.6.3.
Зависимости максимальной усадки (а), соответствующего ей флюенса 
(б), критического флюенса, определенного по длине (в) и объему (г), и скорости 
роста на 3-ей стадии (д) от температуры облучения.
 

---

154 
Параметры радиационного изменения размеров сильно зависят от 
направления вырезки образцов, так для образцов диаметром 8 мм значение 
(Δ
l
/
l
)
max
 
в параллельном направлении примерно на 3 % больше, чем в 
перпендикулярном направлении, значения Ф
0
и Ф
кр
на 40-60 % больше в 
параллельном направлении, чем в перпендикулярном. 
Различия значений параметров в параллельном и перпендикулярном 
направлениях объясняется преимущественной ориентацией кристаллитов 
базисными плоскостями вдоль оси формования блока и анизотропией 
формоизменения кристаллитов (при облучении размеры кристаллитов 
уменьшаются в направлении вдоль базисных плоскостей и увеличиваются в 
перпендикулярном направлении). Считается, что на первом этапе облучения 
формоизменение кристаллитов аккомодируется технологическими порами и 
трещинами, возникающими при остывании заготовок графита после их 
графитации, по исчерпании аккомодирующей способности пор усадка 
образцов сменяется их ростом [59, 165, 166
].
Увеличение температуры облучения от 450°С до 640°С приводит к 
ускорению размерных изменений: значение (Δ
l
/
l
)
max 
снижается примерно на 
1 %, значения Ф
0
и Ф
кр
уменьшаются на 20-40 %, значение V
кр
увеличивается 
на 100 %. 
Ускорение размерных изменений при увеличении температуры 
облучения 
объясняется 
увеличением 
скорости 
радиационного 
формоизменения кристаллитов, при этом ввиду того, что скорость размерных 
изменений зависит от размера кристаллита, причем тем сильнее, чем выше 
температура облучения, то возникают дополнительные внутренние 
напряжения, приводящие к образованию трещин при меньших значениях 
флюенса [167]. Кроме того, уменьшение флюенса и значения максимальной 
усадки связано со снижением эффекта упрочнения с ростом температуры 
облучения, в результате чего уменьшается величина напряжения, при 
котором начинается растрескивание [168]. 

---

155 
Установлено существенное влияние исходных размеров образцов на их 
размерные изменения при облучении («масштабный фактор»): значения 
(Δ
l
/
l
)
max, 
Ф
0
и Ф
кр
значительно ниже для образцов диаметром 6 мм по 
сравнению с образцами диаметром 8 мм, так, например, значение Ф
кр
, 
определенное по объему, для образцов диаметром 6 мм на 10-15 % меньше, 
чем для образцов диаметром 8 мм. 
Согласно одной из моделей 
[61
] влияние исходных размеров на 
радиационное формоизменение объясняется меньшим сдерживанием 
радиационного формоизменения кристаллитов, располагающихся вблизи 
поверхности. Отмечено хорошее согласие зависимостей относительного 
изменения длины образцов диаметром 6 мм, облученных при температуре 
450 и 560°С, с ограниченными по флюенсу литературными данными для 
интервалов температуры облучения 350-450 и 500-600°С [163] (рис.6.1). 
Представленные в данной главе данные по радиационному 
формоизменению графита позволяют рассчитывать размерные изменения 
графитовых блоков при их эксплуатации до максимального флюенса 3,3
⋅
10
26
м
-2
, соответствующего более чем 45 годам работы реактора. Кроме того, с 
использованием полученных в настоящей работе данных была разработана 
модель радиационного формоизменения графита [61], объясняющая влияние 
«масштабного фактора» на радиационное формоизменение и позволяющая 
корректно переносить результаты по размерным изменениям, полученным на 
образцах, на полномасштабные графитовые блоки.