图书馆-报告库-中国机械工程学会表面工程分会

Oral Presentation强流脉冲原子束模拟中子辐照评估方法及损伤机理研究

编号：339 访问权限：Participants Only 更新：2024-04-18 22:45:23 浏览：74次收藏取消收藏

2024-05-12 15:20

15min

[B] 论坛1：表面工程基础理论、表界面科学 [B-2] 论坛1下午

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摘要

依据高能原子辐照与中子辐照的初级离位原子（PKA）能谱相似性原理，采用TEMP-6M型强流脉冲离子束（HIPIB）装置，产生200~250 keV高能脉冲原子束，模拟反应堆1.6~2.1 MeV中子辐照。该技术利用强流脉冲电子栅极系统产生的强流中和电子流，实现100 keV以上高能离子的高效率中性化，获得动能0.1~1 MeV、脉冲宽度120~160 ns、辐照剂量10¹²~10¹⁵ n/cm²原子占比高于90%的强流脉冲原子束。利用辐照热效应造成的缺陷自退火回复作用，实现原位差热检测法，分析靶材冷却过程中热损失及热辐射功率差值变化，确定辐照缺陷湮灭能，获得缺陷数量、密度及dpa损伤速率等辐照规律。强流脉冲原子束模拟中子辐照纯Fe试样的能量密度0.5~4 J/cm²，辐照通量1.33~8.83×10¹³ n/cm²， Frenkel缺陷湮灭密度为2.11×10¹⁶~2.34×10¹⁷ /cm²。TEM结果表明，辐照后试样残余缺陷主要表现为3~9 nm空洞，其数量随着辐照能量密度的升高而降低。结合相结构、微观组织及辐照缺陷的XRD、SEM和TEM检测分析，讨论辐照损伤的形成及演化规律，可为抗中子辐照核结构材料研究提供快速评估方法。