Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Надыкто Б.А. -> "Плутоний Фундаментальные проблемы Том 1" -> 178

Плутоний Фундаментальные проблемы Том 1 - Надыкто Б.А.

Надыкто Б.А., Темофеева Л.Ф. Плутоний Фундаментальные проблемы Том 1 — Саров, 2003. — 304 c.
ISBN 5-9515-00-24-9
Скачать (прямая ссылка): plutoniyfundamentproblemi2003.djvu
Предыдущая << 1 .. 172 173 174 175 176 177 < 178 > 179 180 181 182 183 184 .. 222 >> Следующая


1 Ранее исследователям удавалось определять содержание только 20-40 примесей “следовых” элементов в связи с тем, что использовавшиеся методы имели более низкое разрешение. Хотя получаемый нами материал, очевидно, чище когда-либо получаемых материалов, суммарное содержание примесей у нас часто оказывалось больше, чем ранее сообщалось в литературе.

232

Los Alamos Science Number 26 2000
Изготовление монокристаллов стабилизированного галлием плутония

Приложение

силы

(а)

Зажатая кромка

(б)

Диск из 5-фазного плутония (3 мм)

большой ликвации образуется немного высокоплотной a-фазы плутония, что приводит к увеличению плотности в целом).

Последние результаты по вакуумной перегонке показывают, что америций может быть удален почти полностью. Через несколько недель после перегонки содержание примесей составило 1,5±0,3ррт. Однако за это время часть 241Pu, присутствующего в исходном материале, распалась с образованием 241Am. То, что мы обнаружили, был просто вновь образовавшийся 241Am.

Возможность изготовления образцов плутония, практически не содержащего америция, крайне важна для Лаборатории. Такой образец необходим для экспериментов по измерению сечения реакции (п,2п) на плутонии-239. Полученные сечения могут быть использованы для определения спектра нейтронов при взрыве оружия и поэтому имеют важное значение для реализации программы научного сопровождения запасов ядерного оружия.

С использованием сверхчистого материала мы поставили серию экспериментов по выращиванию крупных зерен 6-фазного плутония. Исходным материалом был набор дисков толщиной 3 мм из поликристаллического сплава (1 мас.% галлия), вырезанных из гомогенизированной заготовки со средним размером

зерна 30 мкм. Жестко закрепив каждый диск по окружности в матрице, мы деформировали диски полусферическим пуансоном при комнатной температуре, как это показано на рис. 5(a).

В такой установке можно легко равномерно деформировать материал по радиусу и окружности (сбалансированная двухосная деформация). Общая истинная деформация на поверхности описывается тремя диагональными компонентами тензора истинных деформаций: радиальным компонентом (Є|), компонентом по окружности (г2) и компонентом по толщине (83). Только два из этих компонентов являются независимыми. Деформация максимальна в полюсе и приближается к нулю на периферии. Вследствие сохранения объема материала диск также утончается. При небольшой пластической деформации происходит также однородная по толщине деформация сжатия, которая меняется в зависимости от радиуса.

В методе деформация-отжиг самые большие зерна образуются в том случае, если металл деформировать до “критической” величины и затем отжечь (см. рис. 2 на с. 235 в статье “Сага о монокристалле”). Если деформация слишком мала, то в металле не окажется достаточного количества дислокаций (т. е. достаточной запасенной энергии) для процесса рекристаллизации, а если металл

Рис. 5. Двухосная деформация плутониевого диска

(а) Диск из стабилизированного галлием 6-фазного плутония толщиной 3 мм растягивается в двух направлениях полусферическим пуансоном. Величина деформации убывает по радиусу от полюса к краю. В результате создается градиент деформации, описываемый величиной B1, который здесь изображен разной насыщенностью цвета. По мере утончения диска создается второй градиент деформации.

(б) После изотермического отжига при температуре 480°С в течение 90 часов в диске выросло несколько новых крупных (1 мм) зерен плутония. В показанном вверху кубике содержится одно из таких зерен. Некоторые из характеристик его электронной структуры позднее измеряли методом фотоэлектронной спектроскопии

деформировать слишком сильно, то в нем возникнет настолько много дислокаций, что произойдет измельчение зерна. Нам хотелось достигнуть критической степени деформации в центре диска, чтобы зерно росло равномерно во всех направлениях. К сожалению, критическая деформация зависит от многих факторов, в том числе от исходных размеров и ориентировки зерен и способа приложения нагрузки ко всему материалу. Вот почему критическую деформацию можно определить только эмпирически для каждого типа образца.

Number 26 2000 Los Alamos Science

233
Изготовление монокристаллов стабилизированного галлием плутония

После изотермического отжига при 480°С в течение 90 часов в вакууме выросли зерна длиной 1-2 мм. Самое крупное зерно находилось на расстоянии ~ 6 мм от центра диска. Мы оценили критическую деформацию в 3%. При анализе поверхности диска в месте нахождения самого крупного зерна были определены компоненты тензора деформации (соответствующие критической деформации этого материала) = 0,022 и г2 = 0,018.

Имея в наличии несколько достаточно крупных зерен, мы извлекли из диска небольшой фрагмент, содержащий одно такое зерно - см. рис. 5(6). На этом кристаллите методом фотоэлектронной спектроскопии были проведены измерения, как это описано в статье “Фотоэлектронная спектроскопия а- и 6-плу-тония” на с. 170.

Кроме того, мы провели эксперимент по выращиванию кристалла другим методом. Он состоит в том, что жидкий сплав плутония с галлием помещают в магнитное поле печи левитации и производят кокильное литье в изложницу, имеющую форму длинного тонкого конуса. Микроструктура отлитого в кокиль плутония состоит из очень тонких мелких вытянутых (или игловидных) зерен размером 10 х 25 мкм.
Предыдущая << 1 .. 172 173 174 175 176 177 < 178 > 179 180 181 182 183 184 .. 222 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed