БӨЛІНУ ЖӘНЕ ТЕРМОЯДРОЛЫҚ СИНТЕЗ НЕЙТРОНДЫҚ ӨРІСТЕРІНДЕ ТИТАН ЖӘНЕ ХРОМ БЕРИЛЛИДТЕРІНІҢ НЕЙТРОНДЫҚ АКТИВАЦИЯСЫ МЕН ГАЗ ТҮЗІЛУІ

Бериллий негізіндегі интерметаллидті қосылыстар жаңа буын ядролық жүйелері үшін перспективалы функционалдық және құрылымдық материалдар ретінде қарастырылады. Бұл жұмыста технологиялық қоспалары бар Be12Ti және Be12Cr бериллидтеріндегі нейтрон әсерінен болатын активация және газ өнімдерінің түзілуі зерттелді. ВВР-К реакторында сәулелендірілген үлгілер бойынша гамма-спектрометриялық өлшеулер МонтеКарло әдісімен орындалған есептеулермен салыстырылды. Sc-46, Mn-54, Fe-59 және Cr-51 негізгі активация өнімдері үшін есептеу мен эксперимент арасында қанағаттанарлық сәйкестік алынды. Сонымен қатар бірдей интегралдық флюенс жағдайында ITER-ге тән D-T нейтрондар спектрі үшін He-4, He-3, T және Li-6 түзілуі есептік түрде бағаланды. Нәтижелер нейтрон спектрі активация және газ түзілу бейінін айтарлықтай өзгертетінін көрсетті. Сондықтан реакторлық сынақ деректерін термоядролық қондырғылар жағдайына көшіру кезінде спектрлік әсерлерді ескеру қажет.

1. Zinkle S.J., Busby J.T. Structural materials for fission & fusion energy // Materials Today. 2009. Vol. 12. P. 12-19. DOI: 10.1016/S1369-7021(09)70294-9.

2. Sawan M.E. Damage parameters of structural materials in fusion environment compared to fission reactor irradiation // Fusion Engineering and Design. 2012. Vol. 87. P. 551-555. DOI: 10.1016/j.fusengdes.2012.01.022.

3. O’Brien M.H., Loughlin M.J. Displacement damage quantification in future fusion systems // Fusion Engineering and Design. 2007. Vol. 82. P. 2536-2542. DOI: 10.1016/j.fusengdes.2007.08.006.

4. Rowcliffe A.F., Garrison L.M., Yamamoto Y., Tan L., Katoh Y. Materials challenges for the fusion nuclear science facility // Fusion Engineering and Design. 2018. Vol. 135. P. 290-301. DOI: 10.1016/j.fusengdes.2017.07.012.

5. Gorley P. et al. DEMO structural materials qualification and development // Fusion Engineering and Design. 2021. Vol. 163. Article 112111. DOI: 10.1016/j.fusengdes.2020.112111.

6. Cohen-Tanugi D., Stapelberg M.G., Short M.P., Ferry S.E., Whyte D.G., Hartwig Z.S., Buonassisi T. Long-term research and design strategies for fusion energy materials // Matter. 2024. Vol. 7. DOI: 10.1016/j.matt.2024.08.017.

7. Bornschein B., Day Chr., Demange D., Pinna T. Tritium management and safety issues in ITER and DEMO breeding blankets // Fusion Engineering and Design. 2013. Vol. 88. P. 466-471. DOI: 10.1016/j.fusengdes.2013.03.032.

8. Fujii Y. et al. Hydrogen retention behavior of beryllides as advanced neutron multipliers // Nuclear Materials and Energy. 2016. Vol. 9. P. 233-236. DOI: 10.1016/j.nme.2016.03.001.

9. Hwang T., Kim J.-H., Nakano S., Nakamichi M. Mechanical properties of beryllium-titanium intermetallic compounds fabricated by plasma sintering // Nuclear Materials and Energy. 2022. Vol. 30. Article 101117. DOI: 10.1016/j.nme.2022.101117.

10. Gaisin R., Rolli R., Podoinikov M., Kuksenko V., Seemann K., Bergfeldt T., Chakin V., Vladimirov P. Microstructure and high-temperature mechanical performance of industrial-scale titanium and chromium beryllides for fusion applications //journal of Alloys and Compounds. 2025. Vol. 1044. Article 184503. DOI: 10.1016/j.jallcom.2025.184503.

11. Khripunov I. et al. Secondary radiation damage and gas production in plasma facing materials under fusion neutron irradiation // Fusion Engineering and Design. 2017. Vol. 123. P. 377-381. DOI: 10.1016/j.fusengdes.2017.02.107.

12. Shaimerdenov A.A., Nakipov D.A., Arinkin F.M., Gizatulin S.K., Chakrov P.V., Ye A. Kenzhin the 50th anniversary of the WWR-K research reactor // Physics of Atomic Nuclei. 2018. Vol. 81, No. 10. P. 1408-1411. DOI: 10.1134/S1063778818100162.

13. Arinkin F.M., Shaimerdenov A.A., Gizatulin Sh.Kh., Dyussambayev D.S., Koltochnik S.N., Chakrov P.V., Chekushina L.V. WWR-K research reactor core conversion // Atomic Energy. 2017. Vol. 123. P. 15-20. DOI: 10.1007/s10512-017-0294-0.

14. Shaimerdenov A., Akhanov A., Askerbekov S., Kulsartov T., Aitkulov M., Sairanbayev D., Nessipbay A., Bugybay Zh., Kenzhina I., Shakirov B., Kylyshkanov M., Podoinikov M. Kinetics of gas release from titanium beryllide irradiated to different neutron fluences // Fusion Engineering and Design. 2025. Vol. 216. Article 115069. DOI: 10.1016/j.fusengdes.2025.115069.

15. Bugybay Zh.T. et al. Development of irradiation capsule design and plan for neutron irradiation of chromium beryllide samples in the WWR-K reactor // Nuclear Materials and Energy. – 2026. – Vol. 47. – Article 102118. DOI: 10.1016/j.nme.2026.102118.

16. Goorley J.T. et al. Initial MCNP6 Release Overview MCNP6 version 1.0. Los Alamos: Los Alamos National Laboratory, 2013. LA-UR-13-22934.

17. Chadwick M.B. et al. ENDF/B-VII.1: Nuclear Data for Science and Technology: Cross Sections, Covariances, Fission Product Yields and Decay Data // Nuclear Data Sheets. 2011. Vol. 112. P. 2887-2996.

18. Afanasenko R., Vukolov K., Andreenko E., Orlovskiy I., Rodionov R. Radiation environment in ITER tokamak equatorial port 11 // Fusion Engineering and Design. 2024. Vol. 200. Article 114208. DOI: 10.1016/j.fusengdes.2024.114208.

19. Pampin-Garcia R., Loughlin M.J. Neutronic and activation calculations for PPCS plant model B (HCPB). UKAEA/ EURATOM Fusion Association, 2002. PPCS/UKAEA/ PPCS4D2-2.

20. van Houtte D., Okayama K., Sagot F. ITER operational availability and fluence objectives // Fusion Engineering and Design. 2011. Vol. 86, No. 6-8. P. 680-683. DOI: 10.1016/j.fusengdes.2010.12.069.