辐照损伤

摘要： 随SPRR-300研究堆约30 a的长时间运行,位于活性区附近的石墨箱体经历了长期的中子辐照。在长期服役的石墨箱体上取样,研究了其热学、力学以及微观结构变化,并与商用IG110,NG-CT-10石墨进行了对比。研究结果表明,经长时间低剂量率的中子辐照后,SPRR-300堆内随堆辐照石墨的晶格中出现了明显的辐照损伤缺陷,这些缺陷主要为位错环、层错、孔洞和微裂纹等,并出现了一定程度的非晶化。这些辐照损伤缺陷直接或间接地引起了石墨热学、力学性能的变化,主要表现为热膨胀系数、热扩散系数、抗压强度和抗弯强度的下降以及弯曲弹性模量的上升。

摘要： 包层是聚变反应堆中靠近等离子体的重要部件,包层结构材料受到高能粒子轰击,其组织和性能可能发生显著变化。为了更好地发挥包层的辐射屏蔽作用,模拟研究了包层铸件候选结构材料CLAM钢和钒合金中的离位损伤。通过SRIM软件模拟聚变堆中的氢(H)、氘(D)、氦(He)三种离子分别注入CLAM钢和钒合金来观察材料的抗辐照能力,纯铁、纯钒作为基体参考。结果表明:相同剂量下三种离子注入靶材,在钒合金中产生的离位损伤(dpa)最小,这说明相较于CLAM钢、纯铁、纯钒三种材料,钒合金具有较高的抗辐照能力。同时,两种基体的离位损伤模拟分析发现,钒基体的抗中子辐照能力优于铁基体。此外,研究还发现,当同种离子在相同剂量下分别注入这四种材料中,H离子注入靶材料产生的离位损伤最低,He离子最高。这说明He离子在材料中产生的缺陷较多。

摘要： 碳化硅(SiC)材料在高温氧化时会生成SiO_(2)保护膜,但经辐照后高温氧化,材料结构和氧化速率会发生变化,影响材料性能。为研究其晶格损伤与氧化规律之间的关系,利用6H-SiC单晶片和烧结SiC多晶片,开展了在室温下经过能量为5 MeV、注量为5×10^(14)cm^(-2)的Xe^(20+)离子辐照后再进行1300°C氧化1 h的实验。利用X射线衍射、拉曼光谱、傅里叶变换红外光谱、扫描电镜、透射电镜进行表征,对比了不同晶型的SiC氧化前后辐照与未辐照区域。结果显示:辐照破坏了晶格有序度,造成了晶格损伤,这些损伤在氧化过程中促进了多种SiO_(2)基团的形成;生成的SiO_(2)形成氧化层,由于与SiC基体热膨胀系数的差异,以及重结晶作用,导致碳化硅产生内应力,使氧化膜破裂;截面TEM图像显示,辐照引起的层错致使氧化程度加深,这是导致氧化速度加快的重要原因。

摘要： 目的尝试采用计算模拟方法探究剂量率对辐照微结构特征的影响,探究常温辐照下剂量率效应的机理。方法采用动力学蒙特卡罗(OKMC)方法,结合近些年第一性原理和分子动力学的计算参数,研究了常温下铁-碳体系中辐照缺陷随剂量率的变化特征。结果在较低的剂量范围(<0.01 dpa)内,间隙型位错环的密度随剂量率的增加而增加;但在较高的剂量范围内,高剂量率辐照呈现较低的间隙型位错环密度、较大的缺陷尺寸。通过比较不同剂量率下的位错线对点缺陷的吸收数目,把剂量率在不同剂量范围内的特征归结于位错吸收与缺陷复合之间的竞争。结论在较低的剂量范围内,位错吸收具有重要影响,随着剂量率的增加,位错吸收的缺陷数目显著减少;而在较高的剂量范围内,基体中间隙-空位缺陷的复合随剂量率的增加而显著增加,以至于高剂量率辐照可能产生较低的辐照硬化。文中的工作对理解剂量率效应的机理提供了一定的科学依据,为离子束模拟中子辐照提供了一定的科学参考。

摘要： 重点综述了国内外关于氧化物或碳化物作为强化相的钨基面向等离子体材料的力学性能、氢滞留特性以及辐照损伤,发现制备工艺和强化相含量是影响钨基面向等离子体材料力学性能的主要方面,而均匀分散的强化相颗粒所致使的组织致密化程度更高是钨基材料力学性能提高的主要因素。其次,阐述了晶界和晶内的强化相颗粒分散不均表现出的位移损伤、气泡、绒毛、微裂纹等缺陷都将增加材料对氢同位素的捕获几率,以及等离子体辐照造成的脆化硬化将降低材料的抗热冲击性能。最后分析了近些年弥散强化钨基面向等离子体材料存在的关键基础问题,展望了未来弥散强化钨基材料的主要发展趋势,期望为开发优异的抗高热负荷和辐照损伤的钨基材料方面提供重要参考。

摘要： 钨是最具应用前景的面向等离子体候选材料,但核聚变堆内强烈的辐照环境会使钨的近表面区域产生辐照损伤,进而影响其关键的导热性能.本文构建了包含辐照损伤相关缺陷的晶体钨模型,并采用非平衡分子动力学的方法定量研究了这些缺陷对钨导热性能的影响.结果表明,随中子辐射能量的增加,晶体内部留下的Frenkel缺陷数目增多进而导致钨的晶格热导率降低;间隙原子比空位更易于向晶界偏聚,且钨中的间隙钨原子与空位相比,使晶格热导率下降程度更大.纳米级氦气泡导致晶格热导率的显著降低,气孔率为2.1%时晶格热导率降至完美晶体的约25%.这些不同的缺陷造成不同程度的周围晶格扭曲,增加了声子散射几率,是导致晶格热导率下降的根源.

摘要： 反应堆压力容器或其关键设备可能会长期受到来自堆芯的高能中子射线照射造成辐照损伤,从而影响到其关键性能,所以需要对压力容器和关键设备的辐照损伤行为开展模拟研究。文章利用分子动力学原理,采用分子动力学分析软件LAMMPS以及后处理可视化分析软件OVITO对Fe晶体在接受辐射照射后的缺陷数量进行了初步研究,并系统分析了初级离位原子(PKA)的温度、飞行方向和能量对缺陷的影响。结果表明:(1)辐射照射后形成的缺陷对数量随PKA温度的增加会出现一个小幅度减少的态势;(2)PKA方向变化对辐照损伤后形成的缺陷对数量影响不大,而仅仅影响其分布;(3)辐射缺陷相对数量随着PKA携带能量的升高而增大。

摘要： 碳化硅纤维增强碳化硅(SiC_(f)/SiC)复合材料具有低中子毒性、耐中子辐照和耐高温氧化等特性,成为先进核能系统重要的候选结构材料。近年来,国内外学术界和工业界针对核用SiC_(f)/SiC复合材料开展了大量研究工作,取得了一系列重要的研究进展。针对SiC_(f)/SiC复合材料面向核用所关注的重点方向,如核用SiC纤维、纤维/基体界面相、复合材料制备工艺、数值仿真、腐蚀行为和表面防护、连接技术以及辐照损伤等方面,本文进行了综述和讨论,并针对核用要求指出了SiC_(f)/SiC复合材料存在的主要问题和可能的解决思路,希望对该材料的进一步研发和最终应用有所裨益。

摘要： 在高能粒子撞击和级联效应作用下,金属材料内部会产生不同类型的辐照损伤缺陷。辐照损伤缺陷的聚集和演化会破坏内部结构稳定性,恶化金属材料综合力学性能。钛合金由于其轻质高强、耐高温和较低的辐照活性等优势,是很有发展前景的抗辐照材料。本文针对如何提高钛合金抗辐照损伤性能的问题,总结钛合金辐照损伤缺陷表征及其力学响应的研究进展,分析辐照损伤缺陷的形成演化规律以及辐照剂量、温度和元素种类等对缺陷迁移、聚集的影响机制,讨论辐照诱导钛合金微观组织演化,进而产生辐照硬化、辐照脆化和辐照蠕变等辐照损伤效应,归纳评价钛合金抗辐照损伤性能,以及现有研究中缺乏有效抑制辐照损伤产生的方法,作者认为成分调控以及界面微观组织结构设计是提高钛合金抗辐照性能的有效策略。

摘要： 碲锌镉探测器长期暴露于辐射环境下时,会形成不同程度的辐照损伤,影响器件性能甚至失效,极大缩短探测器在辐射场中的服役时限.本文首先利用Geant4程序包对能量为1.00—14.00 MeV的中子在碲锌镉中的输运过程进行模拟,获取初级离位原子的信息,进而结合级联碰撞模型,对不同能量的中子在碲锌镉材料中造成的辐照损伤进行模拟计算.计算结果表明初级离位原子能量大部分位于低能端,并随着入射中子能量升高,初级离位原子的种类更加丰富,能量也逐渐增大;中子辐照碲锌镉材料时非电离能损沿着深度方向均匀分布,且非电离能损随着入射中子能量的增加呈现先增大后减小的趋势;辐照损伤量—原子离位次数(dpa)的计算结果表明, dpa也随入射中子能量升高呈先增大后减小的趋势,进一步分析可知随着入射中子能量增大,非弹性散射成为造成材料内部离位损伤的主要因素.

摘要： 太阳能电池在空间环境作用下会形成辐照损伤,该损伤影响太阳能电池电参数(开路电压Voc、饱和电流J0、填充因子FF、转化效率ηe等)及面分布,造成电池性能退化.本文利用光热成像检测技术对100keV能量的质子与电子共同辐照前后的单晶硅太阳能电池电参数及其面分布进行了非接触红外锁相热成像检测研究.基于太阳能电池能量损耗原理,建立了太阳能电池少数载流子非辐射复合热损耗模型;利用蒙特卡洛仿真分析了质子辐照太阳能电池的三维缺陷分布;采用红外锁相热成像检测试验系统对不同电压下的共同辐照单晶硅太阳电池进行了光热成像试验研究并与未辐照电池对比,并通过已建模型拟合得到了未辐照电池与共同辐照电池的电参数及其面分布,电参数平均值与电测法吻合;通过统计分析辐照前后电池电参数分布,定量研究了辐照对单晶硅太阳能电池电参数不均匀性影响.

摘要： HIPIB作为一种高效的辐照手段，可以用于对材料进行辐照损伤研究。可以采用HIPIB、电子束、离子束等多种辐照手段协同作用，研究瞬态高热负荷、稳态高热负荷、等离子体辐照等多种环境下面向等离子体材料的辐照抵抗性能。

摘要： 核反应堆极端辐射环境下核工程材料的安全与可靠性对保障核能产业可持续发展具有重大意义.本文采用蒙特卡罗程序包Geant4建立了反应堆辐照环境下的材料损伤模型,从材料的位移损伤率和杂质沉积等方面研究了CLAM钢、F82H钢、α-Fe三种反应堆用典型金属工程材料分别在中子、质子、重离子轰击下的辐照损伤机理.研究表明:中子对材料的辐照损伤主要为位移损伤;质子和重离子对材料造成的位移损伤呈Bragg峰曲线分布,且损伤区域与粒子射程均集中在材料表层,其中14.67MeV质子射程为512μm,0.82MeV3He离子射程仅为2.1μm.本文系统分析了反应堆极端辐照环境下金属工程材料的损伤形成机理,为进一步研究材料受辐照后宏观性能与微观结构变化提供了理论依据.

摘要： 高强度短脉冲极紫外、X射线波段激光与材料辐照损伤研究对于X射线光学元件设计、极紫外光刻发展、新型探测器研制和等离子体诊断等有着重要的参考价值.随着新型短波长光源的发展,如极紫外、X射线波段自由电子激光和激光等离子体光源等,薄膜材料在极紫外、X射线波段的辐照损伤问题日益成为国际研究热点之一.

摘要： 为了提高氘铍中子源中铍靶的工作温度,希望能够找到高熔点的铍金属间化合物.铍钨合金(Be-W合金,如Be12W)具有高熔点,良好的抗氧化性和高铍含量,有可能作为氘铍中子源的靶材料.文中制备了Be12W为主的铍钨合金,利用XRD和SEM进行表征,观察Be12w在氦离子剂量为1×1018cm-2照射下的变化,发现在高剂量氦离子照射下样品表面产生了氦泡,其中有一些氦泡发生了破裂.

摘要： 反应堆关键材料性能优化模拟作为数值反应堆中的主要模块之一,对于研究解决我国现役核电站的性能优化、延寿和运行安全性等难题具有重要的意义.传统的材料辐照损伤实验表征技术虽然可以观测到缺陷的原子尺度特征,但不能获得稳定缺陷的动态演化过程及对其材料性能降级的影响.动力学蒙特卡洛算法作为计算机模拟材料生长原子过程的重要方法,在其他材料模拟领域已经获得广泛使用.本文研究了使用KMC算法模拟核材料辐照缺陷演化的过程.通过理论分析和实验验证对比分析了适用于模拟核材料缺陷演化的KMC算法软件SPPARKS和Mateo.实验结果表明,SPPARKS表现出较好的并行性和可扩展性,但缺乏对RPV辐照损伤模拟的势函数支持;而Mateo能够准确模拟RPV辐照损伤演化过程,但是不能满足大规模并行的要求.下一步将Mateo结合SPPARKS中区域划分并行化方法,优化Mateo中模拟原子作用力的通信量,提高Mateo的并行性.

摘要： 本文以二代二期首批选用的国产双极工艺器件OP27、JF139为研究对象,开展了不同剂量率辐照试验,给出了国产和进口器件辐射敏感参数及其退化趋势,分析了器件的低剂量率辐照敏感特征,给出了试验的结论和后续工作建议.

摘要： LED光源光谱只含有可见光成分,相比传统光源能够减少光照对文物的损伤,是目前博物馆展陈照明光源最佳产品.但对于一些光敏文物,长期可见光辐照同样会对其产生不可逆的影响.文章以染色丝绸这一类典型光敏文物为研究对象,通过制作不同颜色的常见植物染料染色丝绸样品,设计模拟照明展览实验系统,利用不同光谱LED光源对样品进行高强度连续光照并测量样品表面色彩属性,计算样品的色差变化以分析不同光谱LED光源长期光照对丝绸文物的影响.结果表明:单色光对染色丝绸老化的影响按波长递增,影响递减;高色温对文物的影响强于低色温;不同光谱的LED对黄檗和槐米的老化影响均较大.本研究对更合理地将LED光源应用于丝绸类的博物馆照明以及未来博物馆照明环境的改善均有重要指导意义.

摘要： LED光源光谱只含有可见光成分,相比传统光源能够减少光照对文物的损伤,是目前博物馆展陈照明光源最佳产品.但对于一些光敏文物,长期可见光辐照同样会对其产生不可逆的影响.文章以染色丝绸这一类典型光敏文物为研究对象,通过制作不同颜色的常见植物染料染色丝绸样品,设计模拟照明展览实验系统,利用不同光谱LED光源对样品进行高强度连续光照并测量样品表面色彩属性,计算样品的色差变化以分析不同光谱LED光源长期光照对丝绸文物的影响.结果表明:单色光对染色丝绸老化的影响按波长递增,影响递减;高色温对文物的影响强于低色温;不同光谱的LED对黄檗和槐米的老化影响均较大.本研究对更合理地将LED光源应用于丝绸类的博物馆照明以及未来博物馆照明环境的改善均有重要指导意义.

摘要： LED光源光谱只含有可见光成分,相比传统光源能够减少光照对文物的损伤,是目前博物馆展陈照明光源最佳产品.但对于一些光敏文物,长期可见光辐照同样会对其产生不可逆的影响.文章以染色丝绸这一类典型光敏文物为研究对象,通过制作不同颜色的常见植物染料染色丝绸样品,设计模拟照明展览实验系统,利用不同光谱LED光源对样品进行高强度连续光照并测量样品表面色彩属性,计算样品的色差变化以分析不同光谱LED光源长期光照对丝绸文物的影响.结果表明:单色光对染色丝绸老化的影响按波长递增,影响递减;高色温对文物的影响强于低色温;不同光谱的LED对黄檗和槐米的老化影响均较大.本研究对更合理地将LED光源应用于丝绸类的博物馆照明以及未来博物馆照明环境的改善均有重要指导意义.

摘要： 本发明公开了一种激光辐照光学元件损伤的研究方法，通过测定光学元件的损伤阈值，并采用小于光学元件损伤阈值的辐照能量密度测定光学元件的激光长期辐照下的寿命，运用荧光光谱结合氦氖激光的变化判断元件是否发生损伤，并对元件变形、应力突变、裂纹等变化或损伤进行实时监控保证实验的有效性。

摘要： 本发明公开了一种离子辐照试样辐照损伤区域的电阻率和电导率的测试方法。电阻率测试方法包括以下步骤：1)提供包括辐照损伤层和离子辐照未损伤的基体层的离子辐照试样，测量离子辐照试样的总的电阻R

摘要： 本发明公开了一种离子辐照试样辐照损伤区域的电阻率的测试方法，其包括以下步骤：1)提供包括辐照损伤层和离子辐照未损伤的基体层的离子辐照试样，测量离子辐照试样的总的电阻R

摘要： 本发明提出一种桌面型高能量密度极紫外辐照损伤测试装置，包括测试箱，测试箱的外部连接有充气组件和抽气组件，测试箱的顶端设有密封组件，测试箱的内部设有导气组件；测试箱包括与抽气组件的吸气端相连接的光波腔室，以及安装于光波腔室外表面的光源腔室以及物镜腔室；密封组件包括安装于光波腔室上表面的第一气缸，安装于物镜腔室上表面的第二气缸，以及安装于第一气缸的活塞杆延伸至光波腔室内部的一端和第二气缸的活塞杆延伸至物镜腔室内部的一端的密封板；导气组件包括设于光波腔室内部第一导气扇，以及设于物镜腔室内部的第二导气扇。本发明能够快速引导氦气和氮气充入测试箱，以便于调整测试箱内部气压。

摘要： 本发明公开了注射用人免疫球蛋白在制备预防或治疗辐照损伤的药物中的用途，属于生物制品领域。本发明的用途是静注人免疫球蛋白的全新用途，在人体或动物体经受辐照前或辐照后，注射静注人免疫球蛋白，可以预防或治疗射线引起的机体损伤，在肿瘤放疗和核泄漏致伤抢救中具有重要应用价值。

摘要： 本发明涉及一种在线高空间和时间分辨极紫外辐照损伤泵浦‑探测系统，包括激光光源组件、激光等离子体光源组件、极紫外纳秒泵浦光路组件、红外飞秒探测成像光路组件和激光延时探测组件，激光等离子体光源组件和极紫外纳秒泵浦光路组件形成用于放置样品的真空腔体，其中，激光光源组件包括红外飞秒激光器和红外纳秒激光器，基于设定时序控制产生红外飞秒探测激光和红外纳秒泵浦光，红外纳秒泵浦光产生极紫外纳秒泵浦光并辐照样品，形成损伤区，红外飞秒探测光辐照样品的损伤区，损伤区的散射光经极紫外纳秒泵浦光路组件和红外飞秒探测成像光路组件实现成像，获得样品损伤区域形貌图。与现有技术相比，本发明具有装调简单、可重复性高等优点。

摘要： 本发明涉及人眼视网膜蓝光辐照损伤时间修复因子的模拟计算方法，在每天连续等量辐照的情形下，持续N天以上(含N天)的人眼视网膜蓝光辐照损伤时间修复因子KB为持续N天以上的辐照累积量总量TB为：TB＝KB×B，式中，B为每天的蓝光辐照量。

摘要： 本发明属于花青素应用技术领域，公开了一种缓解紫外辐照损伤的越橘花青素的应用，包括如下步骤：步骤1：提取越橘花青素；步骤2：培养黑腹果蝇；步骤3：花青素对缓解紫外辐照后果蝇损伤的测定；步骤4：结果分析。本发明以果蝇为模型生物，评估了花青素保护或修复辐射损伤的能力，证实了花青素具有延长寿命、繁殖、提高酶活性的作用。此外，还证明了花青素对辐射诱导的抗氧化应激反应和自噬的具有调节作用，为后续研究花青素的进一步应用提供了基础和思路。

摘要： 本发明提供一种利用脉冲电流恢复核反应堆压力容器辐照损伤的方法包括：获取核反应堆压力容器的辐照损伤梯度分布；获取每个梯度下核反应堆压力容器的位错环数量密度以及核反应堆压力容器的尺寸；根据位错环数量密度以及核反应堆压力容器的尺寸确定脉冲电流的处理参数；根据确定后的脉冲电流对核反应堆压力容器辐照损伤进行处理。本发明提供一种利用脉冲电流快速恢复核反应堆压力容器辐照损伤的方法。本发明可在不调整一回路冷却剂温度且不移动堆芯的情况下“原位”地对辐照损伤的压力容器进行处理，降低基体中辐照缺陷数量密度，最大程度地恢复辐照损伤的压力容器力学性能；不需额外设置热源辅助，所需时间短，可降低能源消耗。

摘要： 本发明公开一种不锈钢材料辐照损伤和热老化动态耦合作用试验方法，属于金属腐蚀与防护的技术领域。本发明的试验方法基于加速热老化和辐照实验技术，设计一种新颖的循环辐照‑热老化处理模式，在公式推演计算基础上合理设置辐照和热老化参数，模拟辐照‑热老化同时发生和发展过程；能够实现对实际服役条件下辐照‑热老化同时发生、发展过程的加速模拟；且通过多个节点的循环，可以模拟不锈钢几年到几十年服役过程的辐照损伤‑热老化动态耦合作用致组织结构演变过程；可望推动国内外辐照‑热老化耦合作用相关研究的广泛开展，有助于实现实际工况下辐照‑热老化耦合作用条件材料的结构损伤程度评价，从而为材料服役行为评价和预测提供理论支撑。