Аналитическими методами металлографии и электронной микроскопии получены экспериментальные данные послерадиационных испытаний по определению микроструктуры и анализа пористости реакторных графитов марок АРВ, МПГ и ГСП, облученных на ускорителе электронов ELIAS ННЦ ХФТИ в среде кислорода при температурах штатной и гипотетической аварийной эксплуатации ВТГР для ядерных энергетических систем IV поколения.
В результате систематизации полученных данных установлено:
изменения микроструктуры графитов, индуцированные облучением, обусловлены в значительной пористостью, открытой поверхностью пор и наличием или отсутствием аморфного углерода в порах образцов в исходном состоянии;
поры имеют большую реакционную способность при высокотемпературном окислении за счет активации поверхности под облучением электронами, что влечет 6?8-кратное увеличение скорости окисления графита;
 |
 |
 |
||
| а) | б) | в) |
Рис. 1 – Микроструктура графита после окисления в среде кислорода на протяжении 30 мин. при облучении электронами с энергией ~ 2,5 МеВ при 800 °С (увеличение ×1000): а) АРВ; б) МПГ; в) ГСП
меньшая реакционная способность при окислении в среде кислорода и большая коррозионная стойкость графита ГСП по сравнению с графитами марок АРВ и МПГ как без облучения, так и при облучении электронами, обусловлена наличием в нем пироуглеродных глобул и углеродных трубок
Полученные результаты, прежде всего, важны для реализации системного подхода к отбору графитовых материалов, которые могут быть использованы в тепловыделяющих и поглощающих элементах активных зон ядерных реакторов, а также в конструкционных компонентов ядерных энергетических систем IV поколения.