Влияние облучения на конструкционные материалы



Мы поможем в написании ваших работ!


Мы поможем в написании ваших работ!



Мы поможем в написании ваших работ!


ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Влияние облучения на конструкционные материалы



На металлические конструкции ионизирующее облучение влияет слабо (мало). На свойства металлов оказывают влияние только нейтронные потоки большой интенсивности более 1020 нейтр/см2. При бомбардировке нейтронами может увеличиться временно прочность на разрыв, измениться текучесть и эластичность, повыситься удельное сопротивление (на 10 – 20 %). В месте контакта металлов с органическими материалами может образоваться металлоорганическое соединение.

Органические вещества весьма чувствительны к радиации. Воздействие приводит к преобразованию молекул, сопровождающемуся химическими реакциями, вызывающими необратимые изменения природы вещества и его механических свойств. Преобразование сопровождается выделением газов, которые в соединении с влагой образуют кислоты, оказывающие вредное влияние на изоляционные материалы. Большинство пластмасс получает механическое повреждение при дозах 107– 108 рад. Фенолформальдегид и метилметакрилат становятся хрупкими и деформируются. Полиэтилен и полистирол – вначале увеличивается сопротивление разрыву и твердость, а затем они становятся хрупкими. Большинство пластмасс темнеет и обесцвечивается. Пропитки и изоляционные масла портятся, как и оргматериалы. Синтетический каучук и кремнийорганическая резина твердеют при 108 рад, а натуральный каучук – при 109 рад. Бутиловый каучук превращается в клейкую массу при 108 рад. Изменение электрических свойств органических веществ (проводимость, диэлектрическая проницаемость, угол потерь) носит обратимый характер. Время восстановления зависит от природы материала и условий облучения.

На неорганические вещества (материалы) радиация воздействует меньше, чем на органические. При облучении нейтронами возможно объемное расширение (1 % при облучении потоком 1020 нейтр/см2). Кварц и стекло теряют прозрачность при больших дозах.

 

Таблица 10.1

Характеристики радиационной стойкости материалов.

Материал Допустимый поток нейтронного облучения, нейтр/см2 Допустимая доза гамма – облучения, Р
Материалы с низкой радиационной стойкостью
Ацетатцеллюлоза (бумага) 9*1014 – 2*1015 5*106 – 4*107
Оргстекло 1014 – 1015 1015
Фенольные смолы (без наполнения) 7*1014 107
Полиамиды разные 4*1014 7*106
Поливинилхлорид 1015 106
Полиэтилен - терефталат 1015 107
Кремнийорганическое стекло 7*1013 – 3*1014 (1 – 5)*106
Материалы со средней радиационной стойкостью
Фенольные смолы с органическими наполнителями 1016 108
Полиэтилен 1017 107
Стеклоткань 1016 108
Эпоксидные лаки - (5 – 10)*108
Нитролак - (5 - 7)*108
Материалы с высокой радиационной стойкостью
Керамика (стеатит) 3*1020 5*1012
Стекло 1018 3*109
Кварц 1019 1010
Микамекс 1019 1011
Слюда 1018 1010
Полистирол 1,3*1019 5*109

 

Под допустимой дозой (потоком) понимается величина, при которой характеристики материала ухудшаются на 25 %; допустимая доза определяется при помощи потока нейтронов и мощности дозы гамма – облучения соответственно 1011 – 1012 нейтр/(см2*с) и (106 – 107) Р/ с.

 

 

Влияние ионизирующего облучения на резисторы

Следствием воздействия может быть пробой в связующих и пропитывающих изоляцию материалах, изменение свойств основного материала резистора, появление проводимости из – за ионизации материала каркаса и покрытия.

Величина и знак изменения сопротивления резистора определяются основным материалом резистора, номинальной величиной сопротивления, размерами, величиной приложенного напряжения и особенностями технологии изготовления. Чем больше величина сопротивления, тем большие обратимые изменения вызываются облучением; поэтому резисторы с сопротивлением порядка 109 Ом могут быть ненадежны.

Облучение резисторов потоком быстрых нейтронов вызывает как необратимые, так и обратимые изменения (в зависимости от величины потока), а гамма – излучения – только обратимые изменения.

 

Таблица 10.2

 

Изменение номинального сопротивления резисторов (%) при кратковременном воздействии нейтронного облучения.

Тип резисторов Обратимые изменения Необратимые изменения
Величина потока, нейтр/см2
107 109 1015 1018
Углеродистые композиционные постоянные -(2 ¸ 8) -(4 ¸ 10) 0 ¸ (-9) 0 ¸ (-11)
переменные - - - 10 ¸ 30
Углеродистые пленочные постоянные -1 ¸ (+2) -2 ¸ (+3) -0,2¸ (+1,5) -0,8 ¸ (+2)
переменные - - -
Металлопленочные 0 ¸ (+1) 0 ¸ (+2) 0 ¸ (+0,4) 0 ¸ (+0,6)
Проволочные 0 ¸ (+0,5) 0 ¸ 1,2 0 ¸ (+0,2) 0 ¸ (+0,4)
Проволочные и ленточные переменные - - -

 

Таблица 10.3

Величины нейтронного потока при котором возникают необратимые изменения в резисторах и короткое замыкание, нейтр/см2

Тип резисторов Начало изменений Короткое замыкание
Углеродистые композиционные постоянные 1013 1019
переменные 1013 1019
Углеродистые пленочные постоянные 1013 109
переменные 1013 1019
Проволочные постоянные 1019 1020
Проволочные и ленточные переменные 1019 1020

 

 

 

Рисунок 10.1 - Зависимость сопротивления тонкопленочных (1 – 3) и проволочных (4) резисторов от длительности гамма – облучения при общей дозе 2*109 Р.

 

Импульсное (длительность импульса 0,1 мс) гамма – облучение дозой 103 Р при мощности дозы 107 Р/с в резисторах различных номиналов вызывает обратимые изменения.

 

 

Таблица 10.4.

 

Номинал, кОм Изменение величины сопротивления во время облучения в %
0,5 – 4
5 – 15
30 – 75
65 – 85

 

При малых дозах импульсного нейтронного и гамма облучения, воздействующих одновременно, изменение параметров резисторов разных типов носит обратимый характер (величина изменения определяется не конструкцией, а размерами резисторов). Характеристики резисторов полностью восстанавливаются через 1 – 5 мс после облучения.

 



Последнее изменение этой страницы: 2016-04-08; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.238.99.243 (0.008 с.)