Введение
Глава 1. Состояние исследований по изучению транспорта водорода сквозь оксиды металлов 11
1.1. Исследование состояний водорода на поверхности и в объеме оксидов металлов 11
1.2. Изучение механизма транспорта водорода в оксиде циркония 16
1.3. Транспорт водорода сквозь оксидный слой на поверхности циркония в процессе выдержки в высокотемпературной воде и в водяном паре 20
1.4. Поведение водорода при облучении оксидов и оксидированных поверхностей металлов атомами водорода и ионами водородной плазмы 24
1.5. Модификация поверхности циркониевых сплавов и ее влияние на процессы оксидирования и водородного транспорта сквозь оксидный слой 27
1.6. Термодесорбционные исследования водорода в цирконии 32
1.7. Выводы 34
Глава 2. Закономерности захвата и десорбции изотопов водорода при облучении циркония атомами изотопов водорода 35
2.1. Экспериментальная установка «МИКМА» 35
2.1.1. Описание установки «МИКМА» 35
2.1.2. Устройство для облучения атомами изотопов водорода с тепловыми энергиями 40
2.2. Методика проведения экспериментов 43
2.2.1. Облучение атомами изотопов водорода 43
2.2.2. Проведение термодесорбционного анализа 44
2.3. Захват и десорбция изотопов водорода при выдержке циркония в газообразном дейтерии и в газовой смеси дейтерия с кислородом 48
2.3.1. Параметры экспериментов 48
2.3.2. Результаты экспериментов 48
2.4. Захват и десорбция изотопов водорода при облучении циркония атомами дейтерия с тепловыми энергиями 50
2.4.1. Параметры экспериментов 50
2.4.2. Результаты экспериментов
2.4.2.1. Зависимость захвата и десорбции изотопов водорода от концентрации кислорода в рабочем газе 50
2.4.2.2. Зависимость захвата и десорбции изотопов водорода от дозы облучения 52
2.5. Захват и десорбция изотопов водорода при облучении циркония атомами водорода с тепловыми энергиями 55
2.5.1. Параметры экспериментов 55
2.5.2. Результаты экспериментов 55
2.7. Выводы 58
Глава 3. Закономерности захвата и десорбции изотопов водорода при облучении циркония ионами плазмы 60
3.1. Захват и десорбция изотопов водорода при облучении циркония ионами дейтериевой плазмы 60
3.1.1. Методика проведения экспериментов 60
3.1.2. Параметры экспериментов 61
3.1.3. Результаты экспериментов
3.1.3.1. Зависимость захвата и десорбции изотопов водорода от концентрации кислородной примеси в плазме 61
3.1.3.2. Зависимость захвата и десорбции изотопов водорода от температуры образцов 63
3.1.3.3. Зависимость захвата дейтерия от дозы облучения 63
3.2. Захват и десорбция водорода и изменение состава поверхностного оксидного слоя циркония под действием облучения ионами аргоновой плазмы 64
3.2.1. Методика проведения экспериментов 64
3.2.2. Параметры экспериментов 65
3.2.3. Результаты экспериментов 65
3.3. Влияние плазменного облучения циркония на транспорт изотопов водорода сквозь поверхностный оксидный слой при облучении атомами дейтерия с тепловыми энергиями 69
3.3.1. Методика проведения экспериментов 70
3.3.2. Параметры экспериментов 70
3.3.3. Результаты экспериментов 70
3.4. Сравнение закономерностей захвата изотопов водорода в цирконий при облучении атомами и ионами изотопов водорода и при выдержке в перегретом водяном паре 75
3.4.1. Пароводяной стенд для тестирования образцов 75
3.4.1.1. Описание пароводяного стенда 75
3.4.1.2. Методика проведения экспериментов 77
3.4.2. Результаты экспериментов 78
3.5. Выводы 81
Глава 4. Анализ влияния атомарного и плазменного облучения на водородный обмен между цирконием с поверхностным оксидным слоем и окружающей средой
4.1. Водородный обмен между цирконием с поверхностным оксидным слоем и газовой средой под
действием облучения атомами дейтерия и ионами дейтериевой плазмы 83
4.1.1. Процессы, приводящие к захвату и десорбции изотопов водорода при выдержке циркония в атмосфере дейтерия и при облучении атомами и ионами дейтерия 83
4.1.2. Зависимость захвата и десорбции изотопов водорода от дозы облучения циркония и от энергии облучающих частиц 85
4.1.3. Влияние кислородной примеси на процессы, приводящие к захвату и десорбции изотопов водорода при облучении циркония атомами дейтерия и ионами плазмы
4.1.3.1. Захват дейтерия при облучении циркония D-атомами с тепловыми энергиями 88
4.1.3.2. Десорбция водорода при облучении циркония D-атомами с тепловыми энергиями 89
4.1.3.3. Десорбция водорода при облучении циркония дейтериевой и аргоновой плазмой 90
4.1.3.4. Транспорт водорода из циркония в оксидный слой 91
4.1.4. Зависимость водородного обмена между оксидированной поверхностью циркония и газовой средой и между цирконием и поверхностным оксидным слоем от температуры образца 91
4.2. Ускоренное проникновение изотопов водорода сквозь гидратированный поверхностный оксидный слой циркония под действием атомарного и плазменного облучения 92
4.3. Замедление транспорта изотопов водорода сквозь облученный ионами аргоновой плазмы поверхностный оксидный слой циркония при облучении атомами дейтерия 93
4.4. Метод защиты металлов с поверхностными оксидными слоями от наводороживания 94
4.5. Выводы 96
Заключение 97
Список литературы
