12Cr-ODS钢中氧化物强化相（Y2O3）辐照损伤行为研究

本文采用电子束（e^－） 氦离子（He⁺）、氢离子（H⁺）束同时复合辐照方式研究12Cr-ODS铁素体钢中氧化物弥散强化相（Y₂O₃）辐照损伤行为,对不同辐照方式下辐照区内的氧化物形貌变化进行原位观察。研究结果表明,15dpa辐照后,氧化物周围出现微小高密度空洞,相界面变得不规则,氧化物在此特定条件下发生体积收缩或长大,尺寸有少量变化,但无明显溶解现象,对钢的性能不会产生影响。     

双束(He+/e-)辐照下氦对12Cr-ODS铁素体钢组织损伤影响研究

利用氦离子(He+)束和电子(e-)束双束同时辐照化学溶胶法制备的新型12Cr-ODS铁素体钢.实验结果表明,辐照初期,随着辐照剂量增加,点缺陷团(黑斑)在基体内形成,密度不断增大,尺寸长大缓慢,辐照剂量为0.8dpa时形成问隙型位错环.不同试验温度下,辐照均产生小尺寸高密度的空洞,随着辐照剂量增加,空洞尺寸长大缓慢,...     

双束(H~+/e~-)同时辐照对12Cr-ODS钢氧化物稳定性影响

利用氢离子和电子双束(H~+/e~-)对用化学浸润法制备的新型12cr-ODS铁素体钢进行辐照,研究了辐照对12Cr-ODS钢氧化物稳定性的影响.对不同辐照剂量下原位观察辐照区内氧化物形貌的变化过程发现:辐照前和15 dpa辐照后,约10～20nm氧化物的尺寸并没有明显变化,而氧化物周围出现微小高密度空洞并没有影响氧化物的稳定性;当辐照温度升高至823 K时,大尺寸的氧化物Y_2O_3与基体的相界面变得不规则,但氧化物颗粒尺寸并不发生明显变化.实验结果表明:弥散强化相Y_2O_3尺寸稳定,无明显溶解现象.     

双束强辐照对氧化物弥散强化铁素体型合金强化相稳定性影响

采用双束复合辐照装置,研究了He存在条件下,强辐照对长期时效后的ODS合金中强化相(Y2O3)的稳定性和辐照损伤特征的影响。实验结果表明:双束强辐照下,ODS合金中强化相不稳定,发生聚集长大并造成附近基体中Ti、Y浓度增高,导致空洞尺寸和空洞肿胀增加,并对这一结果从理论上进行解释。     

多束系统对12Cr-ODS钢辐照损伤协同效应的研究

室温下用不同种类的离子束对12Cr-ODS钢进行辐照。辐照前后12Cr-ODS钢的力学性能发生了明显变化,主要表现为辐照肿胀和辐照硬化,其中三束辐照下材料有最大的肿胀和最小的硬化。结合TEM照片对材料的辐照变化进行了分析。对材料进行拉曼光谱的测量,发现有碳析出现象,并且把碳峰的强度分布与辐照损伤分布进行了相互关联。本文为12Cr-ODS钢在实际反应堆中的应用积累了实验数据,明确了协同作用对核材料辐照损伤的影响。     

双束（H+/e-）辐照下氢对12Cr-ODS铁素体钢组织损伤影响研究

利用氢离子（H⁺）束和电子（e^-）束双束（H⁺/e^-）同时辐照用化学浸润法制备的新型12Cr-ODS铁素体钢,研究其辐照损伤效应及组织变化。实验结果表明：由于氧化物的钉扎,基体内保持低密度位错网络;辐照初期随辐照剂量的增加,缺陷团在位错线上及其周围形成,尺寸增加,密度不断增大,并形成间隙型位错环;不同温度下辐照均产生小尺寸高密度的空洞,随辐照剂量的增大,空洞长大速度降低,空洞密度缓慢减小;不同温度下,辐照剂量达15dpa时,空洞肿胀均小于0.15%。对辐照产生的点缺陷与氢相互作用进行理论分析,12Cr-ODS铁素体钢在623~823K经双束辐照后,表现出良好的抗辐照损伤性。     

He/H离子辐照损伤及其对ODS钢显微硬度的影响研究

为研究氧化物弥散强化铁素体钢(ODS钢)中的He/H离子协同辐照效应,本文开展了室温条件下ODS钢的He/H离子单一及复合辐照实验,并研究了辐照损伤对其显微硬度的影响。实验结果表明:He/H离子主要分布在损伤峰值附近;H离子辐照对ODS钢显微硬度的影响大于He离子;H离子的引入导致He离子低温解吸峰消失,而He离子的注量减半则使其热解吸起始温度升高;He、H离子与材料中缺陷相互作用不同是影响显微硬度及正电子寿命结果的主要因素。     

富勒烯~(60)Co γ辐照的稳定性研究

为考察富勒烯基体的辐照稳定性,在不同氛围(空气氛围和密闭条件)中,富勒烯样品经受高剂量和高剂量率60Coγ射线的辐照.辐照后的样品经高效液相色谱(HPLC)和X射线衍射(XRD)分析,研究γ辐照对富勒烯成分及晶体结构的影响.结果显示,与对照样品相比,不同氛围的辐照对样品的组成和晶体结构均未造成影响,提示富勒烯在60Coγ射线辐照下具有相当好的稳定性.本工作还从理论上探讨了富勒烯经60Coγ辐照不发生组成及晶体结构改变的原因.     

双束同时辐照对低活性Fe-Cr-Mn(W,V)合金相稳定性影响

采用电子束 /He+ ion束同时复合辐照方式 ,研究了低活性Fe Cr Mn(W ,V)合金高温长时时效后组织稳定性 ,评价了He对辐照相稳定性影响。结果表明 ,单独电子辐照 ( 10a-1 )只引起相界面低密度空洞形成。而双束同时辐照对组织损伤具有协同效果 ,加剧相稳定性发生变化 ,如 :促进相间溶质原子扩散 ,导致析出相长大 ;新相的形成 ;发生结构无序化 ,促进析出相改性。从He原子与晶体辐照点缺陷与溶质原子相互作用和扩散等机制 ,讨论了辐照相稳定性发生变化的原因。     

Re(Ⅶ)在辐照膨润土中的扩散行为研究

高庙子(GMZ)膨润土在长期深地质处置过程中会受到高放废物的辐照,物理化学性质可能会发生改变。本文采用贯穿扩散实验法,研究了pH=3.0和10.0条件下,Re(Ⅶ)在1MGy辐照的蒙脱石和膨润土中的扩散行为,并与未辐照的蒙脱石和膨润土相比较,得到了有效扩散系数De和有效孔隙率εacc。结果表明:pH=3.0时,De=(1.00~1.49)×10~(-11) m~2/s,εacc=0.09~0.14;pH=10.0时,De=(1.50~2.10)×10~(-11) m~2/s,εacc=0.07~0.11。随着酸度的增加,有效扩散系数和孔隙率基本不变,说明pH值对Re(Ⅶ)的扩散过程无影响。在蒙脱石中,辐照后的有效扩散系数降低;而在膨润土中,辐照后的有效扩散系数升高,这可能是由于γ辐照改变了膨润土除蒙脱石以外黏土的微观结构,有效孔隙率的增加导致Re(Ⅶ)扩散通道的宽度增加。但由于有效扩散系数和有效孔隙率的改变不大,γ辐照对Re(Ⅶ)的表观扩散系数的影响不明显。此外,De与εacc的关系可通过Archie定律表述,胶结因子n=1.7~2.4。     

Effect of ion-irradiation on the microstructure and microhardness of the W-2Y2O3 composite materials fabricated by sintering and hot forging

A W-2Y₂O₃ material was developed in collaboration with the Plansee Company (Austria). An ingot of the material having approximate dimension of 95 mm × 20 mm was fabricated by mixing the elemental powders followed by pressing, sintering and hot forging. The microstructure of the W-2Y₂O₃ composite was investigated using transmission electron microscopy (TEM). The microhardness was studied using nano-indentation technique. We observed that the W-grains having a mean size of about 1 μm already formed and these grains contain very low density of dislocations. The size of the yttria particles was between 300 nm and 1 μm and the Berkovich hardness was about 4.8 GPa. The specimens were irradiated/implanted with Fe and He ions at JANNuS facility located at Orsay/Saclay, France. The TEM disks kept were irradiated/implanted at 300 and 700 °C using Fe and He ions with an energy of 24 and 2 MeV, respectively. The calculated radiation dose was about 5 dpa produced by Fe ions and total He content is 75 appm at both 300 and 700 °C. From the TEM investigation of irradiated samples, few radiation loops are present on the W grains, whereas on yttria particles, the radiation induced damages appear as voids. Berkovich hardness of the irradiated sample is higher than that of the non-irradiated sample. Results on the microstructure and microhardness of the ion-irradiated W-2Y₂O₃ composites are presented in detail.     

低剂量12C6+离子辐照对小鼠胸腺、脾脏细胞周期及DNA损伤的影响

研究低剂量12C6+子全身辐照对小鼠胸腺、脾脏细胞周期进程及DNA损伤的影响.以0、10、50、75、100和250mGy 12C6+离子全身辐照小鼠,照射后6h处死小鼠,用流式细胞仪检测受辐照小鼠胸腺、脾脏细胞在各细胞周期的百分率,用彗星电泳技术检测受辐照小鼠胸腺脾脏细胞的拖尾率和拖尾长度.所有照射组G0/G1期胸腺细胞百分率明显低于对照组,(p<0.05),10～100mGy照射组S期胸腺细胞百分率显著高于对照组(p<0.01),所有照射组(G2/M)期胸腺细胞百分率明显高于对照组(p<0.05);所有照射组G0/G1期脾细胞百分率明显高于对照组(p<0.01),S期脾细胞百分率显著低于对照组(p<0.05).彗星电泳结果显示低剂量12C6+离子辐照以剂量依赖的方式引起小鼠胸腺脾脏细胞DNA迁移长度及拖尾率的增加.低剂量的碳离子辐射可促进小鼠胸腺细胞DNA合成,对小鼠脾脏细胞产生抑制作用,使其发生G1期阻滞;同时对胸腺及脾脏细胞造成具有明显剂量效应关系的DNA损伤.     

Effect of yttria substitution on the light output of (Gd,Y)2O3:Eu ceramic scintillator

For the application of the computed tomography (CT) scanner, Gd_1.94−xY_xEu_0.06O₃ ceramic scintillator was prepared. We investigated the effect of the relative contents of Y₂O₃ for Gd₂O₃ matrix on the light output properties by the measurements of the emitted light spectra, relative light output, and X-ray diffraction (XRD) patterns. From the measurement results, it was found that maintaining the crystalline structure as cubic phase after sintering process is important to achieve high light output properties on (Gd,Y)₂O₃ ceramic scintillators, and the scintillation conversion process is more dominant for high light output of cubic phase than the optical transparency.     

水与三甲基硅烷醇羟基的氢同位素交换反应的理论研究

以(CH_3)_3SiOH羟基模拟Li_4SiO_4陶瓷表面羟基,研究了H_2O与(CH_3)_3SiOH羟基H的氢交换反应机理.采用HF, MP2方法,在3-21G和6-311G++H~(**)水平上优化了(CH_3)_3SiOH, H_2O, (CH_3)_3SiOH-H_2O复合物及氢交换反应过渡态的结构.计算了生成(CH_3)_3SiOH-H_2O复合物的反应热,探讨了氢交换反应的路径.结果表明,可以形成2种形式的(CH_3)_3SiOH-H_2O复合物,一种是H_2O的O原子与(CH_3)_3SiOH羟基的H原子作用形成的复合物,另一种是H_2O的H原子与(CH_3)_3SiOH羟基的O原子作用形成的复合物.MP2/6-311G++~(**)水平上,对基组重叠能(BSSE)进行校正后,上述2种复合物的反应热分别为20.046 5 kJ/mol和21.630 7 kJ/mol.有利的氢交换反应路径为:H_2O的H原子与(CH_3)_3SiOH羟基的O原子作用形成的复合物,然后H2O提供1个H原子、1个O原子,(CH_3)_3SiOH提供1个O原子、1个Si原子形成由O, H, O, Si 4个原子构成的四元环过渡态,最后H_2O的O原子与(CH_3)_3SiOH 的Si原子成键形成新的(CH_3)_3SiOH,而(CH_3)_3SiOH的Si-O键断裂,由(CH_3)_3SiOH的羟基和H_2O的1个H原子形成新的H_2O分子,MP2/6-311G++~(**)水平上,BSSE校正后,此路径的反应活化能为186.898 4 kJ/mol.