- PII
- 305189-690180-1
- DOI
- 10.7868/30180-1
- Publication type
- Article
- Status
- Published
- Authors
- Volume/ Edition
- Volume 44 / Issue number 6
- Pages
- 67-74
- Abstract
- The results of the microstructure development study of ferritic/martensitic steel of the 12Cr type are presented. The steel samples were irradiated at 350 °С by 300 keV 84Kr15+ ions up to a fluence of 1 ∙1021 m-2 in a vacuum of about 7 ⋅ 10-4 Pa. The experiment was carried out in relation to the storage of spent nuclear fuel for conditions of gaseous fission products introduction into the fuel cladding. It has been established that krypton implantation develops approximately the same microstructure regardless of the initial state of the sample (conventional heat treatment, namely – normalization followed by high tempering, or annealing at 350 °C for an 70 h). Gas porosity is formed in the steel, the features of its development are studied by the depth of the path of the introduced ions using cutting out of TEM objects perpendicular to the irradiated surface. The steel surface is strongly oxidized during irradiation, apparently due to the ballistic effect (“driving” of oxygen atoms into the sample by bombarded ions due to insufficiently vacuum in the target area), since the non-irradiated side of the sample did not oxidize when held for 70 h at 350 °С during irradiation of first side. Based on the experimental results obtained, it was concluded that during storage of spent nuclear fuel under standard conditions stresses should not arise in the cladding of spent fuel rods due to gas swelling.
- Keywords
- отработавшее ядерное топливо газообразные продукты деления оболочка твэла микроструктура газовая пористость газовое распухание
- Date of publication
- 16.06.2025
- Year of publication
- 2025
- Number of purchasers
- 0
- Views
- 83
References
- 1. Калин Б.А., Платонов П.А., Тузов Ю.В. и др. Физическое материаловедение. Т. 6. Конструкционные материалы ядерной техники. М.: Изд-во НИЯУ МИФИ, 2021.
- 2. Séran J.-L., Le Flem M. // Structural Materials for Generation IV Nuclear Reactors / Ed. Yvon P. Elsevier, 2020. Р. 285.
- 3. Адамов Е.О., Арутюнян Р.В., Большов Л.А. и др. Белая книга ядерной энергетики. Замкнутый ЯТЦ с быстрыми реакторами / Под общ. ред. Адамова Е.О. М.: Изд-во АО НИКИЭТ, 2020.
- 4. Митрофанова Н.М., Целищев А.В., Агеев В.С. и др. // Изв. вузов. Ядерная энергетика. 2011. № 1. С. 211.
- 5. Целищев А.В., Агеев В.С., Буданов Ю.П. и др. // Атомная энергия. 2010. Т. 108. Вып. 4. С. 217.
- 6. Поплавский В.М., Цибуля А.М., Хомяков Ю.С. и др. // Там же. 2010. Т. 108. Вып. 4. С. 206.
- 7. Litovchenko I.Yu., Polekhina N.A., Tyumentsev A.N. et al. // J. Nucl. Mater. 2014. V. 455. Р. 665.
- 8. Чернов В.М., Леонтьева-Смирнова М.В., Можанов Е.М. и др. // ЖТФ. 2016. Т. 86. Вып. 2. С. 53.
- 9. Леонтьева-Смирнова М.В., Агафонов А.Н., Ермолаев Г.Н. и др. // Перспективные материалы. 2006. № 6. С. 40.
- 10. Panin A.V., Chernov V.M., Leontieva-Smirnova M.V., Melnikova E.A. // J. Nucl. Mater. 2009. V. 386−388. P. 466.
- 11. Иолтуховский А.Г., Велюханов В.П., Зеленский Г.К. и др. Малоактивируемая коррозионно-стойкая и радиационно-стойкая хромистая сталь: Патент RU 2 325 459 C2 РФ // Б.И. 2008. № 15.
- 12. Амангелды Н.‚ Буртебаев Н.‚ Бугыбаев Е. и др. // Вестн. НЯЦ РК. 2009. Вып. 4. С. 15.
- 13. Utke I., Hoffmann P., Melngailis J. // J. Vacuum Science and Technology. Ser. B. 2008. V. 26. № 4. Р. 1197.
- 14. Стальцов М.С., Чернов И.И., Калин Б.А. Гелий в конструкционных материалах ядерных и термоядерных реакторов: Уч.-метод. пособие. М.: Изд-во НИЯУ МИФИ, 2021.
- 15. Zelenskij V.F., Nekludov I.M., Ruzhitskij V.V. et al. // J. Nucl. Mater. 1987. V. 151. P. 22.
- 16. Was G.S., Wharry J.P., Wirth B.D., Frisbie B. // Ibid. 2011. V. 411. P. 41.
- 17. Печенкин В.А., Чернова А.Д., Молодцов В.Л. и др. // Атомная энергия. 2014. Т. 116. Вып. 5. С. 251.
- 18. Staltsov M.S, Chernov I.I., Dikov A.S., Ivanov I.A. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res., Sect. B. 2021. V. 491. P. 59.
- 19. Стальцов М.С., Чернов И.И., Диков А.С. и др. // Докл. XXXI Междунар. конф. “Радиационная физика твердого тела”. М.: Изд-во ФГБНУ “НИИ ПМТ”, 2021. С. 33.
- 20. Решетников Ф.Г., Бибилашвили Ю.К, Головин И.С. и др. Разработка, производство и эксплуатация тепловыделяющих элементов энергетических реакторов. М.: Энергоатомиздат, 1995. Ч. 1.
