《低活化鋼中氦、氫及位移損傷的協同作用》是依託武漢大學，由郭立平擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：低活化鋼中氦、氫及位移損傷的協同作用
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：郭立平
- 依託單位：武漢大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
針對低活化鋼（即降低放射活性馬氏體/鐵素體鋼）在高能中子或高能質子輻照下產生嚴重的位移損傷和大量的嬗變He和H，引起至今仍未解決的低溫輻照脆性這一關鍵問題，在該在線上裝置上採用自離子、He和H離子輻照低活化鋼，系統研究其微觀結構的變化規律和硬化規律，探索Fe、Fe+He、Fe+H、Fe+He+H離子輻照中He、H和位移損傷的協同作用，鑑別He、H離子在低活化鋼的輻照行為中各自的作用和混合作用，研究低溫輻照硬化的敏感因素，並探索輻照缺陷的結構、微相結構和低溫輻照脆性的形成機制，以期獲得對當前低活化鋼研究中的這一重要課題有所突破，為改進低活化鋼的成分、工藝提供科學依據。
結題摘要
作為未來聚變堆和其他先進核能系統重要的候選結構材料，低活化鋼在高能中子輻照和大量嬗變氫和氦的協同作用下，將產生嚴重的損傷和性能退化。這種協同作用及其機理研究是近年來國際上的熱點課題。本項目以低活化馬氏體鋼及其原型鋼P92鋼為對象，開展了不同溫度、不同劑量下的Fe、Fe+He、Fe+H、Fe+He+H離子輻照和氬離子輻照實驗，研究了氫氦及離位損傷協同作用對輻照缺陷、輻照腫脹、輻照偏析和析出、輻照硬化等行為的影響。我們從實驗上觀察到氦和氫及離位損傷各自對輻照腫脹協同效應的不同貢獻；在位錯環研究中觀察到存在一個決定位錯環伯格斯矢量類型的臨界溫度和劑量，初步觀察到了氫氦協同作用對位錯環的影響，並在低離位損傷率和高氦劑量下發現了超大位錯環現象；氫和氦也能對輻照析出行為和析出物的非晶化行為產生可觀察到的作用，並且與低活化鋼的合金化元素成分有關；氫氦協同作用顯著增強了輻照硬化。多束離子輻照研究發現，適當提高鈦元素的含量有利於增強低活化鋼的輻照穩定性。這些結果不但有助於理解氫氦及離位損傷協同作用機理，也為改進材料設計以抑制協同效應提供了科學依據。
