2-81  Li-Al靶片辐照肿胀研究

    兰长春

用小尺寸的Li-Al合金靶片,辐照到预计热中子注量约10%,对辐照引起的性能变化作初步研究。所用5片靶片均为小圆靶片Ø20mm×4mm,内部合金芯体为Ø10mm× 2mm。图1为靶片辐照装置为整体结构,外径Ø50mm×8132mm(),第3块样品位于堆芯中心平面下50mm。辐照管上钻孔,使靶片始终浸没在冷却水中。靶片表面与上盖板作定位标记,保证靶片表面正对堆芯。

Ø1mm铠装镍铬-镍铝热电偶,测量辐照管内水温。测点位于第三块样品中心。辐照时实际热中子注量为1.18×1020n/cm2,靶片温度低于118℃。辐照前采用THSAM-7C型超声检测仪进行不贴紧度检查。如靶片内部存在夹杂、气孔、分层等,就会在回波间产生缺陷波。检查结果表明,没有发现缺陷波,包壳层和芯体层结合良好。辐照前、后均进行外观检查的仪器是HIROX三维视频显微镜。辐照前外观检查发现,如图2所示,试样表面覆盖的氧化膜均匀,没有腐蚀。辐照后外观检查发现,试样表面均没有腐蚀,也未发现划伤、裂纹和孔洞等缺陷。每个试样表面的氧化膜颜色在半径约7mm处出现明显差异,半径大于7mm的表面为铝的光泽,小于7mm的表面与辐照前差别不大,为氧化膜的颜色。

靶片辐照前封装时的夹持及辐照中水的冷却不是产生靶片表面变化的原因。由于在靶片芯体部位,氧化膜并无变化,而且在辐照中和辐照后未发现剂量异常,可断定,不会对气体的包容产生不利影响。辐照前采用DGS-6A数显电感测微仪和BCT-5C微动测量台架与标准量块比对测量。辐照后采用数显螺旋测微仪进行测量可见,靶片经过辐照,尺寸增加明显,但幅度很小,直径方向最大不超过0.23%,厚度方向最大不超过0.99%。不会对靶片的辐照过程和出堆产生不利的影响。得到的结论:包壳层和芯体层结合良好;辐照使得靶片表面发生了明显的变化,但在靶片芯体部位,氧化膜并无变化,辐照不会对气体的包容产生不利影响。靶片经过辐照,尺寸增加的趋势是明显的,但增加的幅度很小,不会对靶片的辐照过程和出堆产生不利的影响。试样辐照前后尺寸测量结果见表1

1  试样辐照前后尺寸测量结果

靶片

直径d/mm

厚度/ mm

辐照前

辐照后

变化值

 

辐照前

辐照后

变化值

 

B18

20.011±0.033

20.035±0.014

0.024

0.12%

3.978±0.005

3.996±0.004

0.018

0.45%

B9

20.017±0.004

20.031±0.009

0.014

0.07%

4.104±0.008

4.127±0.005

0.023

0.56%

B3

19.988±0.029

19.980±0.004

-0.008

-0.04%

3.937±0.006

3.976±0.005

0.039

0.99%

B13

19.982±0.006

20.022±0.018

0.040

0.20%

3.967±0.007

3.991±0.004

0.024

0.60%

B8

19.985±0.003

20.031±0.012

0.046

0.23%

4.033±0.008

4.067±0.003

0.034

0.84%

go-back.gif (221 bytes)