Наноструктура в облученных материалах

Интересный эффект, обеспечивающий высокие свойства реакторных материалов, обнаружен в некоторых сплавах. В отличие от обычной деградации свойств реакторных материалов, связанной с появлением хрупкости при радиационном воздействии, облучение этих сплавов приводит к увеличению характеристик прочности при сохранении вязкости при высокодозном облучении.

На рис. 7 приведена структура сплава Ni-Cr-Мо после обработки, имитирующей действие реакторного облучения. Исходное гомогенное состояние превратилось в упорядоченную структуру из новых фаз с периодом в несколько нанометров.

Рис.7. Структура сплава Ni-Cr-Мо, после обработки, имитирующей действие реакторного облучения.

Образование в твердом растворе наноструктурной подрешетки кластеров ближнего упорядочения – ловушек вакансий и интерстиций с периодом 5-10 нм, соизмеримой с длиной свободного пробега радиационных точечных дефектов является наиболее эффективным способом обеспечения радиационной стойкости.

Сплавы подобного класса уже используются для особо ответственных элементов ядерных реакторов: систем управления реакторов АЭС, конструкционных материалов активных зон транспортных реакторов нового поколения. Обнаруженный эффект исследуется применительно к другим системам, и похоже, что это явление может явиться началом развития нового направления радиационного материаловедения – создание конструкционных материалов, «положительно» реагирующих на фактор радиации.