Inventory number IRN Number of state registration
0321РК00684 AP09058081-KC-21 0121РК00043
Document type Terms of distribution Availability of implementation
Краткие сведения Gratis Number of implementation: 0
Not implemented
Publications
Native publications: 0
International publications: 1 Publications Web of science: 1 Publications Scopus: 1
Patents Amount of funding Code of the program
0 17842285 AP09058081
Name of work
Радиационная стойкость диэлектрических наночастиц в дисперсно-упрочненных оксидами сплавах к воздействию тяжелых ионов с энергиями осколков деления.
Type of work Source of funding Report authors
Fundamental Ибраева Анель Динмухамедовна
0
0
2
1
Customer МНВО РК
Information on the executing organization
Short name of the ministry (establishment) МЭ РК
Full name of the service recipient
Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения "Институт ядерной физики" Министерства энергетики Республики Казахстан
Abbreviated name of the service recipient ИЯФ
Abstract

Объектами исследования являются нанокристаллические керамики на основе оксидов и карбидов, перспективные для радиационного материаловедения.

Зерттеу объектілері радиациялық материалтану үшін перспективалы оксидтер мен карбидтерге негізделген нанокристалдық керамикалар болып табылады.

Цель проекта – теоретическое и экспериментальное исследование радиационной стойкости наночастиц оксидов и карбидов в дисперсно-упрочненных оксидами сплавах к облучению тяжелыми ионами высоких энергий в зависимости от уровня электронного торможения, флюенса ионов и температуры облучения.

Жобаның мақсаты электрондық тежелу деңгейіне, иондардың флюенсіне және сәулелену температурасына байланысты жоғары энергиялы ауыр иондармен сәулеленуге оксидтермен дисперсті-беріктендірілген (ОДБ) қорытпалардағы оксидтер мен карбидтер нанобөлшектерінің радиациялық тұрақтылығын теориялық және эксперименттік зерттеу болып табылады.

Методы исследования: просвечивающая электронная микроскопия (ПЭМ), сканирующая электронная микроскопия (СЭМ), рентгеновская дифрактометрия (РСД) и рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия, (РФЭС) спектроскопия комбинационного рассеяния (Раман-спектроскопия).

Зерттеу әдістері: жарық түсіретін электрондық микроскопия (ЖТЭМ), сканерлеуші электрондық микроскопия (СЭМ), рентген құрылымдық дифрактометрия (РҚД) және рентгендік фотоэлектрондық спектроскопия (РФЭС), комбинациялық шашырау спектроскопиясы (Раман-спектроскопия).

Результаты исследования и их новизна: были подготовлены и облучены ионами криптона (107 МэВ), ксенона (148 МэВ, 230 МэВ) и висмута (714 МэВ) при комнатной температуре осажденные на ПЭМ-гриды и объемные образцы, полученные методом прессования, нанокристаллических оксидов CeO2, TiO2, Y2O3, Y2Ti2O7, Y4Al2O9, MgAl2O4, Cr2O3. Проведен дорадиационный анализ структуры образцов методами РСД и комбинационного рассеяния, и их поверхности - методом РФЭС. Также были получены СЭМ и ПЭМ снимки, позволившие определить размеры кристаллитов. Подобное всестороннее исследование ранее не проводилось. Подготовлены образцы для дальнейшего облучения быстрыми тяжелыми ионами при различных температурах и флюенсах, соответствующих режимам как одиночных, так и многократно перекрывающихся треков в соответствии с ключевой идеей настоящего проекта – систематическом анализе процесса трекообразования в диэлектрических частицах оксидов при различных условиях облучения: температуре, флюенсе и ионизационных потерях налетающих ионов, что позволит в значительной расширить представления о радиационной стойкости исследуемых материалов.

Зерттеу нәтижелері және олардың жаңалығы: бөлме температурасында ЖТЭМ-гридтерге қондырылған және нанокристалды CeO2, TiO2, Y2O3, Y2Ti2O7, Y4Al2O9, MgAl2O4, Cr2O3 оксидтерді престеу әдісімен алынған көлемді үлгілер дайындалып, криптон (107 МэВ), ксенон (148 МэВ, 230 МэВ) және висмут (714 МэВ) иондарымен сәулелендірілген. Үлгілердің құрылымына РҚД және комбинациялық шашырау, ал олардың беткі қабатына РФЭС әдісімен радиацияға дейінгі талдау жүргізілді. Сондай-ақ, кристаллиттердің мөлшерін анықтауға мүмкіндік беретін СЭМ мен ЖТЭМ суреттер алынды. Мұндай жан-жақты зерттеу бұрын соңды жүргізілмеген. Осы жобаның негізгі идеясына сәйкес – зерттелетін материалдардың радиациялық тұрақтылығы туралы түсініктерді едәуір кеңейтуге мүмкіндік беретін сәулеленудің әртүрлі: температура, флюенс және иондардың ионизациялық шығындары жағдайларында оксидтердің диэлектрлік бөлшектерінде трек түзілу процесін жүйелі талдау жасау барысында жеке тректер және бірнеше реттік қабаттасатын тректер режимдеріне сәйкес келетін әртүрлі температуралар мен флюенттерде жылдам ауыр иондармен сәулелендіру үшін үлгілер дайындалды.

Результаты, полученные в проекте, расширят знания о механизмах дефектообразования в наночастицах в металлических матрицах (ДУО сталях), что в свою очередь позволит прогнозировать их поведение в радиационных условиях. Учитывая перспективы применения данных материалов в качестве оболочек ТВЭЛов, контактирующих с ядерным топливом, настоящая работа в целом направлена на повышение безопасности и эффективности применения реакторов и, как следствие, к снижению стоимости электроэнергии, вырабатываемой АЭС. Стоит отметить, что ядерная энергетика, уже на протяжении многих лет является перспективно развиваемой отраслью в Республике Казахстан.

Жобада алынған нәтижелер металл матрицаларында (ОДБ болаттарында) нанобөлшектеріндегі ақаулардың пайда болу механизмдері туралы білімдерін кеңейтеді, бұл өз кезегінде олардың радиациялық жағдайдағы өзгерістерін болжауға мүмкіндік береді және реакторларды қолданудың қауіпсіздігі мен тиімділігін арттыруға, соның салдарынан АЭС өндіретін электр энергиясының құнын төмендетуге бағытталған. Жас ғалымдардың осы жобаны орындаудың әлеуметтік-экономикалық әсерінің басқа аспектісі радиациялық материалтану саласында жоғары білікті кадрлар даярлау болып табылады.

Исследуемая область материаловедения является интенсивно развивающейся и перспективной, а тема исследования новой и актуальной, и поэтому следует ожидать интерес к результатам Проекта со стороны научного сообщества, общественности и потенциальных пользователей.

Зерттелетін материалтану саласы қарқынды дамып келе жатыр және перспективалы болып табылады, ал зерттеу тақырыбы жаңа және өзекті, сондықтан ғылыми қоғамдастық, қоғам және әлеуетті пайдаланушылар жобаның нәтижелеріне қызығушылық тууы күтілу керек.

Результаты проекта позволят в значительной расширить представления о радиационной стойкости ДУО-сталей, что в свою очередь, будет способствовать повышению экономичности, надежности и безопасности реакторов нового поколения.

Жобаның нәтижелері ОДБ-болаттардың радиациялық тұрақтылығы туралы идеяларды едәуір кеңейтуге мүмкіндік береді деп сеніммен айтуға болады, бұл өз кезегінде жаңа буын реакторларының тиімділігін, сенімділігін және қауіпсіздігін арттыруға ықпал етеді.

Материаловедение, микроскопия, ядерная энергетика

Материалтану, микроскопия, ядролық энергетика

UDC indices
537.9; 539.1.06
International classifier codes
29.19.21;
Key words in Russian
реакторное материаловедение; дисперсно-упрочненные оксидами (ДУО) сплавы; наночастицы; осколки деления; радиационные повреждения; моделирование; просвечивающая электронная микроскопия;
Key words in Kazakh
реакторлық материалтану; оксидтермен дисперсті-беріктендірілген (ОДБ) қорытпалар; нанобөлшектер; бөлу жарықшақтар; радиациялық ақаулар; модельдеу; жарық түсіретін электрондық микроскопия;
Head of the organization Каракозов Батыржан Кумекбаевич кандидат технических наук / нет
Head of work Ибраева Анель Динмухамедовна PhD in Physics / нет