The evolution of the microstructure of Cr16–Ni19 steel under neutron irradiation at initial stage of radiation swelling

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Microstructural studies of samples made from different sections of fuel element cladding were carried out after irradiation to damaging doses from 0.3 to 48.5 dpa in a fast neutron reactor with sodium coolant. The microstructure characteristics of samples irradiated with different rates of generation of atomic displacements and cut out from sections with close irradiation temperatures were studied. For each sample, histograms of void size distribution were constructed, which were described by unimodal lognormal distributions. Three types of voids were identified: "small", "medium-sized" and "large", the dependences of the change in the average size and concentration of voids of each type depending on the rate of generation of atomic displacements were traced. The characteristics of the dislocation structure and phase composition of the samples irradiated with different rates of generation of atomic displacements were determined.

About the authors

I. A. Portnykh

JSC “Institute of Nuclear Materials”

Email: portnyh_ia@irmatom.ru
Zarechny, Sverdlovsk region, 624250 Russia

V. L. Panchenko

JSC “Institute of Nuclear Materials”

Zarechny, Sverdlovsk region, 624250 Russia

A. E. Ustinov

JSC “Institute of Nuclear Materials”

Zarechny, Sverdlovsk region, 624250 Russia

References

  1. Целищев А.В., Агеев В.С., Буданов Ю.П., Иолтуховский А.Г., Митрофанова Н.М., Леонтьева-Смирнова М.В., Шкабура И.А., Забудько Л.М., Козлов А.В., Мальцев В.В., Повстянко А.В. Развитие конструкционных сталей для активной зоны реакторов БН на основе результатов послереакторных исследований Разработка конструкционной стали для твэлов и ТВС быстрых натриевых реакторов // Атомная энергия. 2010. Т. 108. № 4. С. 217–221.
  2. Митрофанова Н.М., Целищев А.В., Агеев В.С. Буданов Ю.П., Иолтуховский А.Г., Леонтьева-Смирнова М.В., Решетников Ф.Г., Бибилашвили Ю.К., Шкабура И.А., Иванов Ю.А. Конструкционные материалы для оболочек твэлов и чехлов ТВС реактора БН-600 // Известия вузов. Ядерная энергетика. 2011. № 1. С. 211–223.
  3. Митрофанова Н.М., Чурюмова Т.А. Сталь ЭК164 — конструкционный материал оболочек твэлов реакторов БН // ВАНТ. 2019. № 2(98). С. 100–109.
  4. Stoller R. and Odette G. A Comparison of the Relative Importance of Helium and Vacancy Accumulation in Void Nucleation / Radiation-Induced Changes in Microstructure: 13th International Symposium (Part I), 2008. doi: 10.1520/stp33830s
  5. Портных И.А., Козлов А.В. Рост вакансионных пор на начальной стадии нестационарного распухания // ФММ. 2018. Т. 119. № 6. С. 636–644.
  6. https://www.thermofisher.com/ru/ru/home/electron-microscopy/products/transmission-electron-microscopes/talos-f200x-tem.html
  7. Панченко В.Л., Портных И.А., Устинов А.Е. Эволюция микроструктуры стали типа Cr16-Ni19 при облучении в зоне малого обогащения реактора на быстрых нейтронах. Влияние условий нейтронного облучения на структурно-фазовое состояние // ФММ. 2025. Т. 126. № 1. С 110–122.
  8. Caro A., Hetherly J., Stukowski A., Caro M., Martinez E., Srivilliputhur S., Zepeda-Ruiz L., Nastasi M. Properties of Helium bubbles in Fe and FeCr alloys // J. Nucl. Mater. 2011. V. 418. P. 261–268.
  9. Jourdan T., Crocombette J.-P. A variable-gap model for calculating free energies of helium bubbles in metals // J. Nuclear Mater. 2011. V. 418. P. 98–105.
  10. Блохин А.И., Дёмин Н.А., Манохин В.Н., Сипачев И.В., Блохин Д.А., Чернов В.М. Расчетный комплекс ACDAM-2.0 для исследований ядерных физических свойств материалов в условиях нейтронного облучения // ВАНТ, сер. МиНМ. 2015. Вып. 3(82). С. 81–109.
  11. Салтыков С.А. Стереометрическая металлография. М.: Металлургия, 1976. 270 с.
  12. Портных И.А., Козлов А.В., Скрябин Л.А. Размерные характеристики ансамбля радиационных пор в холоднодеформированной стали Х16Н15М2Г, облученной высокими флюенсами нейтронов // Перспективные материалы. 2002. № 2. С. 50–55.
  13. Zinkle S.J. Radiation-Induced Effects on Microstructure // Comp. Nuc. Mater. 2012. V. 1. P. 65–98.
  14. Zinkle S.J., Matsukawa Y. Observation and analysis of defect cluster production and interactions with dislocations // J. Nuclear Mater. 2004. V. 329–333. P. 88–96.
  15. Томпсон М. Дефекты и радиационные повреждения в металлах. М.: Мир, 1971. 367 с.
  16. Зеленский В.Ф., Неклюдов И.М., Черняева Т.П. Радиационные дефекты и распухание металлов. Киев: Наукова думка, 1988. 293 с.
  17. Кулешова Е.А., Федотова С.В., Гурович Б.А., Фролов А.С., Мальцев Д.А., Марголин Б.З., Минкин А.И., Сорокин А.А. Исследование состояния металла внутрикорпусных устройств реактора ВВЭР после эксплуатации в течение 45 лет. Часть 3. Микроструктура и фазовый состав // Вопр. материаловедения. 2020. № 3(103). С. 157–180.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».