Взаимодействие основы со средой

В процессе работы реактора основными процессами влияния внешней среды на материал являются его взаимодействие с теплоносителем с одной стороны, и постоянному облучению со стороны разрядной камеры.

Слабая химическая активность Pb-Bi с кислородом по сравнению с другими теплоносителями упрощает конструкцию и повышает её надёжность. По данным [4] коррозионная стойкость ниобия в условиях действия теплоносителя Pb-Bi сохраняется примерно до 1000 К. Но в теплоносителе необходимо поддерживать минимальную концентрацию растворённого кислорода, так как большое количество кислорода может привести к накоплению недопустимого количества оксидов теплоносителя, что может привести к закупориванию холодных участков или диссоциации защитных покрытий на конструкционных материалах в горячих участках.

Дейтерий из плазмы взаимодействует со сплавом ниобия и образует гидриды (при содержании водорода более 0,08% вес.). Это оказывает значительное влияние на его свойства. Ниобий обладает способностью поглощать значительное количество водорода. На рисунке 2.3 представлены фазовые диаграммы системы ниобий-водород и ниобий-дейтерий.

Рисунок 2.3 – Фазовые диаграммы системы ниобий-водород (а) и

ниобий-дейтерий (б) [11]

Как следует из фазовой диаграммы системы ниобий-водород (рисунок 2.3), область гомогенности α-фазы распространяется до 10 ат.% Н (NbH _0,11), в системе ниобий-дейтерий α-фаза имеет область гомогенности до 8,25 ат.% D (NbD _0,09).

Растворимость водорода и дейтерия в сплавах ниобия зависит от температуры испытания и чистоты металла (чем чище металл, тем он способен поглотить большее количество водорода). С увеличением температуры растворимость дейтерия в сплавах ниобия уменьшается.

Таблица 2.1 – Зависимость растворимости дейтерия в сплавах ниобия от

температуры [11]

Температура, ˚С
Растворимость, 10^-3 м^3/кг	4,2	9,2	10,5	45,4	76,3	87,9

Водород является вредной примесью для ниобия в связи с тем, что он приводит к его охрупчиванию. С целью избежания хрупкости в ниобии допускается присутствие водорода не более 0,001 %. Однако при температурах выше 700 ˚С водород практически не растворяется в ниобии [11].

Дата добавления: 2015-09-04