nucВестник НЯЦ РКNNC RK Bulletin1729-75161729-7885Национальный ядерный центр Республики Казахстан10.52676/1729-7885-2021-4-37-44nuc-405Research ArticleСтатьиРАДИАЦИОННАЯ ПОВРЕЖДАЕМОСТЬ БЕРИЛЛИЯ ПРИ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОМ НЕЙТРОННОМ ОБЛУЧЕНИИRADIATION DAMAGE TO BERYLLIUM UNDER LOW-TEMPERATURE NEUTRON IRADIATIONОразгалиевН. А.OrazgaliyevN. A.

Курчатов

Усть-Каменогорск

Kurchatov

Ust-Kamenogorsk

orazgaliev@nnc.kzСапатаевЕ. Е.SapatayevYe. Ye.

Курчатов

Kurchatov

КожахметовЕ. А.KozhakhmetovYe. A.

Курчатов

Kurchatov

ДаулетхановЕ. Д.DauletkhanovYe. D.

Курчатов

Kurchatov

УазырхановаГ. К.UazyrkhanovaG. K.

Усть-Каменогорск

Ust-Kamenogorsk

Филиал «Институт атомной энергии» РГП НЯЦ РК; Восточно-Казахстанский технический университет им. Д. СерикбаеваКазахстанBranch “Institute of Atomic Energy” RSE NNC RK; D. Serikbayev East Kazakhstan state technical universityKazakhstanФилиал «Институт атомной энергии» РГП НЯЦ РККазахстанBranch “Institute of Atomic Energy” RSE NNC RKKazakhstanВосточно-Казахстанский технический университет им. Д. СерикбаеваКазахстанD. Serikbayev East Kazakhstan state technical universityKazakhstan202101022022043744Copyright © Оразгалиев Н.А., Сапатаев Е.Е., Кожахметов Е.А., Даулетханов Е.Д., Уазырханова Г.К., 20222022Оразгалиев Н.А., Сапатаев Е.Е., Кожахметов Е.А., Даулетханов Е.Д., Уазырханова Г.К.Orazgaliyev N.A., Sapatayev Y.Y., Kozhakhmetov Y.A., Dauletkhanov Y.D., Uazyrkhanova G.K.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://journals.nnc.kz/jour/article/view/405

В данной работе по оценке радиационного повреждения бериллия при низкотемпературном нейтронном облучении были исследованы образцы-свидетели из бериллия марки ТШГ-200 с содержанием оксидной фазы около 1% (масс), долговременно находящиеся в исследовательском реактора ИВГ.1М и облученные до флюенсов 0,8-4·1020 нейт./см2. Также для сравнения полученных результатов были испытаны необлученные исходные образцы свидетели той же марки.Целью исследований являлось установление уровня радиационной деградации образцов-свидетелей за время нахождения их в реакторе ИВГ.1М. Были проведены механические испытания на трехточечный изгиб и растяжение для определения прочностных характеристик образцов бериллия, а также была измерена их микротвердость. Для установления уровня распухания была определена плотность образцов бериллия методом гидростатического взвешивания в среде дистилированной воды.По результатам кратковременных испытаний на изгиб и растяжение, установлено, что материал бериллия после реакторного облучения разупрочняется в пределах 9,3–16,7%. А результаты измерения микротвердости показали возрастание до 23%. Результаты определения плотности не выявили распухание образцов после низкотемпературного нейтронного облучения.После механических испытаний были проведены фрактографический анализ изломов и микроструктурный анализ, которые не выявили заметных изменений в микроструктуре бериллия после облучения.

In this work, to assess the radiation damage of beryllium under low-temperature neutron irradiation, samples from beryllium grade TShG-200 with an oxide phase concentration of about 1 wt % were studied, which were kept in the IVG.1M research reactor for a long time and were irradiated to fluences 0.8–4·1020 neut./cm2. Also, unirradiated original witness samples of the same brand were tested to compare the results.The aim was to establish the level of radiation degradation of beryllium samples during their tests in the IVG.1M reactor. Mechanical tests for three-point bending and tension were performed to determine the strength of beryllium samples, and their microhardness was also measured. To determine the degree of swelling of the beryllium samples their densities were measured by the method of hydrostatic weighing in the medium of distilled water.According to the results of short-term bending and tensile tests, it was found that the beryllium material after reactor irradiation softens in the range of 9.3–16.7%. And the results of measuring the microhardness showed an increase of up to 23%. Density results did not reveal swelling of the samples after low-temperature neutron irradiation.After mechanical tests, special studies of fractures and microstructural analysis were carried out, which did not reveal noticeable changes in the microstructure of beryllium after irradiation.

бериллийнейтронное облучениемеханические свойствапредел прочностиразупрочнениемикротвердостьраспуханиемикроструктураberylliumneutron irradiationmechanical propertiestensile strengthsofteningmicrohardnessswellingmicrostructureReferencesСерняев Г. А. Радиационная повреждаемость бериллия, Екатеринбург: Изд. Екатеринбург. 2001. 395 с.Sernyayev G. A. Radiatsionnaya povrezhdaemost’ beryllia. Yekaterinburg: Izd. Yekaterinburg. 2001. 395 p.Гольцев В. П., Серняев Г.А., Чечеткина З.И. Радиационное материаловедение бериллия. Минск: Наука и технология. 1977. 96 с.Gol’tsev V.P., Sernyayev G.A., Chechetkin Z.I. Radiatsionnoye materalovedenie beryllia // Minsk: Nauka y tekhnologia. 1977. 96 p.Briesmeister, J. F. MCNP − a General Monte-Carlo Code for Neutron and Photon Transport / J.F. Briesmeister [et al.]. – Los Alamos, 1997. – LA-7396M.Briesmeister, J. F. MCNP − a General Monte-Carlo Code for Neutron and Photon Transport / J.F. Briesmeister [et al.]. – Los Alamos, 1997. – LA-7396M.MacFarlane, R.E. New Thermal Neutron Scattering Files for ENDF/B-VI Release 2.– Los Alamos, 1994.– LA- 12639-MSMacFarlane, R.E. New Thermal Neutron Scattering Files for ENDF/B-VI Release 2.– Los Alamos, 1994.– LA- 12639-MSГОСТ 1497-84 (ИСО 6892-84). Металлы. Методы испытания на растяжение. М.: Стандартинформ.– 2008 г.GOST 1497-84 (ISO 6892-84). Metally. Metody ispytanya na rastyazhenye. М.: Standartinform.– 2008 g.Ells C.E., Perryman E.C. Effects of Neutron-Induced Gas Formation on Beryllium // J. Nucl. Mater., 1959, vol.1, p. 73–84.Ells C.E., Perryman E.C. Effects of Neutron-Induced Gas Formation on Beryllium// J. Nucl. Mater., 1959, vol.1, p. 73–84.Rich J.B., Redding G.B., Barnes R.S. The Effects of Heating Neutron Irradiated Beryllium // J. Nucl. Mater., 1959, vol.1, No.2, p. 96.Rich J.B., Redding G.B., Barnes R.S. The Effects of Heating Neutron Irradiated Beryllium // J. Nucl. Mater., 1959, vol.1, No.2, p. 96.Weir J.R. The Effect of High-Temperature Reactor Irradiation on some Physical and Mechanical Properties of Beryllium // The Metallurgy of Beryllium. – London: Chapman and Hall, 1963, p. 395.Weir J.R. The Effect of High-Temperature Reactor Irradiation on some Physical and Mechanical Properties of Beryllium // The Metallurgy of Beryllium. – London: Chapman and Hall, 1963, p.395.Hickman B.S. The Effects of Neutron Irradiation on Beryllium Metal // The Metallurgy of Beryllium, Institute of metals, Chapman and Hall, London, 1963, p. 410.Hickman B.S. The Effects of Neutron Irradiation on Beryllium Metal // The Metallurgy of Beryllium, Institute of metals, Chapman and Hall, London, 1963, p. 410.Расчеты и испытания на прочность. Классификация видов изломов металлов. Методические указания: РД 50–672–88: введ. 01.07.89 – М.: ВНИИНМАШ, 1988. – 22 с.Raschety y ispytania na prochnost’. Klassifikatsiya vidov izlomov metallov. Metodisheskiye ukazaniya. RD 50-672- 88: vved. 01.07.89 – Moscow.: VNYYMASh, 1988.– 22 p.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.