清华大学材料学院李正操

xiaoshoubuyi

国产RPV钢铁离子辐照脆化行为的正电子湮灭研究

张天慈1,2, 王海涛1, 李正操2, SCHUT Henk3, 张征明1, 贺铭4, 孙玉良1

1 清华大学核能与新能源技术研究院高温堆总体室 先进反应堆工程与安全教育部重点实验室 先进核能技术协同创新中心 北京 100084

2 清华大学材料学院先进材料教育部重点实验室 北京 100084

3 Department of Radiation Science and Technology, Delft University of Technology, Mekelweg 15, 2629 JB Delft, Netherlands

4 上海电气核电设备有限公司 上海 201306

Positron Annihilation Investigation of Embrittlement Behavior in Chinese RPV Steels after Fe-Ion Irradiation
Tianci ZHANG1,2, Haitao WANG1, Zhengcao LI2(), Henk SCHUT3, Zhengming ZHANG1, Ming HE4, Yuliang SUN1
1 Collaborative Innovation Center of Advanced Nuclear Energy Technology, Key Laboratory of Advanced Reactor Engineering and Safety of Ministry of Education, Institute of Nuclear and New Energy Technology, Tsinghua University, Beijing 100084, China
2 Key Laboratory of Advanced Materials (MOE), School of Materials Science and Engineering, Tsinghua University, Beijing 100084, China
3 Department of Radiation Science and Technology, Delft University of Technology, Mekelweg 15, 2629 JB Delft, Netherlands
4 Shanghai Electric Nuclear Power Equipment Co., Ltd., Shanghai 201306, China


摘要:

选取服役于我国高温气冷示范电站的反应堆压力容器(reactor pressure vessel,RPV)钢A508-3和纯Fe,采用3 MeV铁离子进行高温(250 ℃)与室温(约25 ℃)辐照,辐照损伤分别达0.1、0.5和1.0 dpa,对样品分别进行正电子湮灭和纳米压痕硬度研究。结果表明,辐照会使材料内部产生缺陷,这种缺陷以空位型缺陷和溶质原子团簇缺陷为主。且高温辐照产生的缺陷密度低于室温辐照,其中高温的退火效应使材料内部缺陷发生一定程度的回复。辐照后RPV钢和纯Fe都产生了一定程度的硬化,硬化程度随辐照损伤的增加而增高。对于RPV钢,高温辐照比室温辐照使材料内部产生更少的空位型缺陷和更多的溶质原子团簇型缺陷,因而RPV钢的辐照硬化可能主要是由溶质原子团簇型缺陷引起的。

基金资助:国家重点研发计划项目No.2017YFB0702200