Изучение термически – индуцированных диффузионных механизмов имплантированного гелия в приповерхностных слоях керамик на основе метацирконата лития

Аннотация

Цель данного исследования заключается в определении влияния термического воздействия на процессы деструкции приповерхностных слоев керамик на основе метацирконата лития, связанных с диффузией имплантированного гелия, а также определение влияния допанта оксида магния в малых концентрациях на сдерживание диффузионных механизмов при высокотемпературном облучении. Интерес к данного типа керамикам обусловлен в первую очередь возможностью расширения типов литийсодержащих керамик для производства и накопления трития, а также увеличением стабильности к деградационным процессам, характерным для высокотемпературных режимов эксплуатации, а также накопления продуктов деления ядерных реакций нейтронов с литием в виде гелия. Согласно проведенным исследованиям с применением метода наноиндентирования по глубине (измерений вдоль траектории движения ионов на боковом сколе) было установлено, что увеличение температуры облучения приводит к увеличению толщины поврежденного слоя, изменение которой обусловлено эффектами диффузии гелия вглубь за счет термических эффектов. Разупрочнение приповерхностного слоя при высокотемпературном облучении обусловлено структурными изменениями, связанными с увеличением деформационного искажения кристаллической структуры и ее распухания, которое наиболее выражено при высокодозном облучении. При этом изменения структурных особенностей метацирконата лития за счет увеличения концентрации допанта при синтезе литийсодержащих керамик, приводит не только к увеличению устойчивости к разупрочнению поврежденного слоя, но и уменьшению толщины диффузионного слоя в керамиках при высокотемпературном облучении.