Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Надыкто Б.А. -> "Плутоний Фундаментальные проблемы Том 1" -> 192

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 .. 186 187 188 189 190 191 < 192 > 193 194 195 196 197 198 .. 222 >> Следующая


Number 26 2000 Los Alamos Science

251
Рассказ о двух диаграммах

Рис. 4. Диаграммы свободной энергии для сплавов Pu-Al и Pu-Ga

Эти схематические диаграммы свободной энергии для сплавов Pu-Al (а) и Pu-Ga (б) были построены российскими учеными (Тимофеева, 2000). В равновесных условиях касательные линии, соединяющие кривые свободной энергии a-фазы и интерметаллических соединений (PuAI или Pu3Ga), представляют самый низкий уровень энергии, при котором скорость диффузии достаточна для распада. Если диффузия недостаточно высокая, тогда могут быть проведены другие касательные линии, как показано на рисунке, и в этих случаях 5-фаза должна существовать в некотором интервале концентраций алюминия или галлия в плутонии

периоды составляли более 500 ч даже при предварительной обработке, то маловероятно, чтобы эксперименты проводились в течение столь длительного времени, необходимого для получения доказательства фазового распада. Основное внимание на Западе уделяли мартен-ситному Ь^а' превращению при температурах ниже комнатной.

Распад 6-фазы: практические следствия

Российская равновесная диаграмма состояния убедительно показывает, что все 6-фазные сплавы, стабилизированные алюминием или галлием, являются метастабильными при температуре окружающей среды. Ситуацию лучше

всего отражают диаграммы свободной энергии, представленные на рис. 4.

Опыт российских и западных ученых показал, что процесс диффузии слишком медленный, чтобы мог произойти распад. Хотя диаграмма “равновесия” и показывает, что распад проходит при температуре ниже 100°С, это явление в условиях атмосферного давления никогда не наблюдалось. Мы не наблюдали распада в 6-фазных сплавах, которым по 20-30 лет. Следовательно, для практических целей диаграмма США, показанная на рис. 1(6), является адекватной - она представляет метастабиль-ное состояние. Также же границы мета-стабильного равновесия показаны и на российских диаграммах на рис. 3. На основании данных по самодиффузии в 6-фазе плутония, полученных при комнатной температуре, Тимофеева провела оценку, согласно которой даже при предварительно созданных условиях для распада сплава плутония с алюминием при комнатной температуре потребовалось бы примерно 11 тысяч лет. Предполагается, что для распада сплавов плутония с галлием потребовался бы еще более длительный период. Ситуация в сплавах плутония аналогична той, которая имеет место в случае стали. Заметим, что в стали равновесное состояние характеризуется присутствием углерода в виде графита: однако, поскольку диффузия в стали при комнатной температуре также ограниченна, углерод либо образует соединение Fe3C, либо удерживается в решетке железа. Мосты на наших магистралях не распадаются на железо и графит.

Так зачем тогда волноваться? Всегда надо учитывать мощь термодинамической движущей силы, потому что система (в данном случае сплав плутония) всегда будет стремиться к понижению своей энергии. Если кинетика защищает систему от перехода в конфигурацию с более низкой энергией, тогда важно понять полностью факторы, влияющие на кинетику. В отношении плутония мы должны достигнуть лучшего понимания того, каким образом процесс самооблучения (который смещает каждый атом плутония один раз каждые 10 лет) влияет на диффузию и, следовательно, на устойчивость фаз. Кроме того, влияние примесей (адсорбированных на поверх-

252

Los Alamos Science Number 26 2000
Рассказ о двух диаграммах

ности либо образующихся вследствие самооблучения в процессе старения) на устойчивость фаз должно быть исследовано лучше. Эти проблемы будут не только очень важной, но и захватывающей с научной точки зрения областью исследования. ¦

ЛИТЕРАТУРА

Adler, Р. Н. 1991. Met. Trans. 22А: 2237.

Bochvar, A. A., S. Т. Konobeevsky, V. I. Kutaisev, Т. S. Menshikova, and N. Т. Chebotarev. 1958. The Interaction between Plutonium and Other Metals in Connection with their Arrangement in Mendeleev’s Periodic Table. In Proceedings of the Second United Nations International Conference on the Peaceful Uses of Atomic Energy 6: 184. Geneva: United Nations.

Chebotarev, N. T., E. S. Smotriskaya,

M. A. Andrianov, and O. E. Kostyuk. 1975. Some Results of a Study of the Pu-Al-Ga Phase Diagram. In Proceedings of the 5th International Conference on Plutonium and Other Actinides. Edited by H. Blank and R. Lindner, 37.

New York: North Holland Publishing Co.

Chebotarev, N. Т., V. S. Kurilo, L. F. Timofeeva,

M. A. Andrianov, and V. V. Sipin. 1990.

VANT, Ser. Materialovedenie і noviie materialii

3 (37): 20.

Coffmberry, A. S., F. W. Schonfeld, E. M. Cramer, W. N. Miner, F. H. Ellinger, R. O. Elliott, and V. O. Struebing 1958. The Physical Metallurgy of Plutonium and Its Alloys. In Proceedings of the Second United Nations International Conference on the Peaceful Uses of Atomic Energy 6: 681. Geneva: United Nations.

Ellinger, F. H., C. C. Land, and V. O. Struebing. 1964. J. Nucl. Mater. 12: 226.

Hocheid, B., A. Tanon, S. Bedere, J. Despres,

S. Hay, and F. Miar. 1967. Studies of the Binary Systems Plutonium-Gold, Plutonium-Gallium, and Plutonium-Indium. In Proceedings of 3rd International Conference on Plutonium 1965. Edited by A. I. Kay and М. B. Waldron, 321. London: Chapman and Hall.
Предыдущая << 1 .. 186 187 188 189 190 191 < 192 > 193 194 195 196 197 198 .. 222 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed