反应堆用不锈钢氦泡肿胀微观机理的正电子湮没谱学研究

项目名称： 反应堆用不锈钢氦泡肿胀微观机理的正电子湮没谱学研究

项目编号： No.11475193

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2015

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 曹兴忠

作者单位： 中国科学院高能物理研究所

项目金额： 100万元

中文摘要： 随着核电技术的发展，作为核反应堆结构材料的不锈钢成为核材料基础研究的热点,特别是针对高辐照、高温、高压力和强腐蚀环境下核结构材料的抗辐照特性的研究。本项目针对反应堆中子辐照引发结构材料的氦脆现象，选择金属Fe（bcc）、Ni（fcc）、Fe基合金模型钢和堆用不锈钢作为研究对象，从辐照缺陷的形成与热力学行为、氦原子的迁移和气泡化过程入手，深入研究微观缺陷与氦原子相互作用的微观机理。通过高能粒子辐照模拟辐照损伤效应的实验，分析讨论辐照缺陷与氦泡演变行为的微观物理机制。项目以灵敏探测材料表面热脱附气体的热脱附谱仪和研究合金微观结构的特色技术正电子湮没谱学为主要手段，结合电子显微方法和机械性能测试等技术，研究材料中氦泡的形成和演变机制，并从微观结构对材料性能的影响机制上探讨提高材料的抗氦脆途径，为堆用结构材料的选择提供实验基础。

中文关键词： 辐照损伤；正电子湮没；微观缺陷；反应堆；氦泡

英文摘要： With the development of nuclear power technologies, structural materials of nuclear reactor is researched widely in the world, especially for the stainless steel with radiation resistance under the special enviroment with high temperature, pressure and irradiation, and strong corrosion. This project will focusing to the helium embrittlement in the structural mateirals induced by neutron radiation. The metals of iron with bcc and nickle with fcc, Fe-based model alloys ,and stainless steel used in nuclear reactor will be selected in experiments to investigate the formation and thermomechanical behaviour of irradiation defects, migration of helium atoms and formation of helium bubbles. As key mechanism of helium bubble formation, the dynamic interaction of micro defects and helium atoms will be deeply analysed with the simulation experiments for neutron radiation damage by using the irradiaiont with high energy particles. Thermal desorption spectroscopy, positron annihilation specroscopy, will be used in experiment, and by associating with TEM,SEM and the microhardness tester etc as analytical tools. The achievements of experimental results and discussion based on this project will be expected to resist the helium embrittlement and for selection of structrual material used in nuclear reactor.

英文关键词： Irradiation damage;Positron annihilation;defects;nuclear reactor;Helium bubble