Практичне значення дослідження радіаційних дефектів у окисах

Дослідження радіаційних має велике практичне значення. Різні конструкційні матеріали і речовини, що діляться, в ядерних реакторах, матеріали, що знаходяться на борту космічних об'єктів в радіаційних поясах Землі. піддаються дії потоків нейтронів, протонів, електронів і §-квантів. Відомості щодо про типи радіаційних дефектів, їх перетворень і термічної стабільності, а також впливу на властивості матеріалів дозволяють відкривають шляхи створення радіаційно-стійких матеріалів, зокрема для зберігання радіоактивних відходів.

Чималі труднощі виникають із похованням радіоактивних відходів. Загальноприйнятий підхід до розробки матеріалів для цих цілей складається з трьох стадій:

Відходи вводяться у відносно нерозчинне хімічно стійке речовина. Ця речовина укладається у герметичний контейнер. Контейнери захоронюють в сухій і стабільній геологічній структурі.

Для першої стадії застосовувалися і застосовуються боросилікатне скло і боросилікатне кераміка. Головна вимога, що пред'являється до такої кераміки - сильна поглинаюча здатність по відношенню до ядерних частинок - нейтронам і - квантам. З усіх речовин найбільшою поглинає здатністю нейтронів мають легкі елементи , але при поглинанні нейтронів відбуваються ядерні реакції, результатом яких є вторинне випромінювання. З цієї причини захисний матеріал повинен містити, навпаки, важкі елементи, головним чином свинець, оскільки поглинання - квантів підпорядковується експоненціальним законом

(7)

де - щільність - квантів до і після поглинання відповідно;

d - щільність послабленої речовини;

а - коефіцієнт поглинання.

Застосування чистого свинцю виявляється недоцільним через його значної плинності під впливом навіть власної ваги захисної кладки, що складається з свинцевих цеглин. Більш ефективними - захисними матеріалами є і більш складні оксиди типу є , . Вони володіють високими щільностями, досить високими робочими температурами і технологічні у процесах виготовлення порошку, при пресуванні і спіканні. До пресування ці оксиди змішують з речовинами, які містять бор, наприклад з , з карбідом бору або з боратідамі та бориди типу або будь-якого металу , що дає, у свою чергу, низький рівень вторинного - випромінювання. Після спікання подібні суміші утворюють щільну кераміку малої пористості.

Але кераміка з боро - і свинцево-містять речовин має багато недоліків. Основний з них - знижена хімічна стійкість. Слід відзначити ще більш низьку стійкість інших відомих і широко застосовуваних матеріалів, наприклад бетонів різного складу. З цієї причини, в більшості випадків, і бетони, і кераміка з вмістом бору використовуються швидше на другій стадії у вигляді герметичних контейнерів. Для першої стадії загальновизнано, що лише скло із вмістом бору добре утримує радіоактивні відходи [2, 6].

Крім того, потрібно домогтися високої механічної міцності пропонованих сплавів, щоб уникнути пошкодження контейнерів з радіоактивними відходами при перевезенні до місць поховання.

Висновки

1. При опроміненні твердих тіл іонізуючим випромінюванням (УФ, рентгенівське, g, b та ін.) утворюються радіаційні дефекти, що являють собою точкові дефекти (вакансії і атоми в міжвузлів, комплекси) або їх скупчення;

2. Властивостей матеріалу можуть змінюватися в залежності від наявності дефектів, їх концентрації та механізму утворення;

3. Розрізняють два ефекти утворення радіаційних дефектів:

- первинним ефектом пошкодження кристалічної ґратки радіацією слід вважати передачу одному з атомів решітки досить великий кінетичної енергії і одночасну передачу додаткової енергії системі вільних і пов'язаних електронів;

- вторинні ефекти опромінення, що призводить до спостережуваних на практиці радіаційних дефектів певної конфігурації, полягають у русі та асоціації точкових дефектів;

4. Практичне значення дослідження радіаційних дефектів у окисах полягає у використанні накопичених знань для поховання радіоактивних відходів;

5. Загальноприйнятий підхід до розробки матеріалів для поховання радіоактивних відходів складається з трьох стадій:

6. Відходи вводяться у відносно нерозчинне хімічно стійке середовище(застосовуються боросилікатне скло і боросилікатне кераміка);

7. Виготовлена хімічно стійка речовина укладається у герметичний контейнер (матеріалами для виготовлення є РЬО і більш складні оксиди типу , );

8. Контейнери захоронюють в сухій і стабільній геологічній структурі.

9. Відходи вводяться у відносно нерозчинне хімічно стійке середовище(застосовуються боросилікатне скло і боросилікатне кераміка);

10. Виготовлена хімічно стійка речовина укладається у герметичний контейнер (матеріалами для виготовлення є і більш складні оксиди типу , );

11. Контейнери захоронюють в сухій і стабільній геологічній структурі.