Техника - молодёжи 1956-01-02, страница 55

н

н,

лаборатории, показывает тот факт, что можно дистанционно снимать с металлографических шлифов для электронно-микроскопических исследований слепки (реплики), представляющие собой пленки менее микрона толщиной и диаметром в несколько миллиметров. Извлекая слепки из «горячей» камеры, можно на них уже в обычных условиях рассмотреть, в том числе при очень больших увеличениях, все особенности микроструктуры «горячего» образца.

Таким путем были установлены существенные изменения в микроструктуре металлов и сплавов, побывавших в ядерном реакторе. Например, отожженный сплав урана с 9% молибдена под влиянием внутренних ядерных взрывов претерпевал переход из гетерогенного (неоднородного) двухфазного состояния в новое состояние — однородный твердый раствор. При больших увеличениях с помощью электронного микроскопа удавалось наблюдать значительное изменение строения поверхности зерен облученного урана. Изменения в микроструктуре были обнаружены и в конструкционных металлах, например в цирконии происходит измельчение зерна, в меди, наоборот, укрупнение.

Оригинальная аппаратура была создана для рентгеноструктурного исследования «горячих» образцов. Здесь от воздействия излучения пришлось защищать не только исследователя, но и чувствительный счетчик. Для этого отраженный от образца рентгеновский луч направляется не прямо на счетчик, а сначала на изогнутый кристалл каменной соли, который отбрасывает в счетчик только рентгеновские лучи, а гамма-излучение исследуемого радиоактивного образца пропускает в основном мимо себя, и, таким образом, действие гамма-излучения на счетчик сйльно ослабляется. С помощью рентгеноструктурного исследования были установлены интересные факты.

Так, было показано, что облучение при низких температурах урана и сплава урана с молибденом вызывает исчезновение внутренних неоднородных деформаций в зернах металла, не

искажая кристаллической решетки и мало изменяя ее параметры. Сильное влияние оказывает облучение нейтронами на кристаллический кварц, который становится в большей части объема аморфным. Рентгеноструктурное исследование побывавших в атомном реакторе материалов очень важно и в другом отношении. Например, точное измерение параметров кристаллической решетки может явиться средством установления количества смещенных атомов в облученных материалах и, таким образом, дать экспериментальные данные для обоснования физической картины воздействия внутренних ядерных взрывов и «обстрела» нейтронами на структуру материалов и, в частности, металлов и сплавов.

Пребывание материалов в реакторе очень сильно сказывается на их физических и механических свойствах: электросопротивлении, теплопроводности, термоэлектродвижущей силе, а также модуле упругости, внутреннем трении и т. д. Поэтому «горячая» лаборатория располагает двумя камерами, в которых имеются приборы и приспособления для дистанционного измерения этих свойств: разрывная машина, копер для испытания на удар, прибор для измерения твердости, машина для испытания на усталость и т. д. Это оборудование для удобства размещено на вращающейся карусели и перемещающихся тележках.

Благодаря исследованиям, проведенным в «горячих» лабораториях, советские и иностранные ученые располагают уже обширными экспериментальными данными по влиянию пребывания в ядерном реакторе на физические и механические свойства расщепляющихся и конструкционных материалов. Оказывается, монокристаллы урана, помещенные в реактор, обнаруживают рост в одном направлении кристаллической решетки и сжатие в перпендикулярном направлении. В третьем направлении, перпендикулярном первым двум, монокристаллы своих размеров не изменяют. После распада 0,03% атомов урана увеличение размера вдоль одного направления составляло около 15°/о. Это было

ДАЛЬНОВИДНЫЕ МЫСЛИ

О РАДИОИЗЛУЧЕНИИ СОЛНЦА

ет ли в спектре Солнца лучей с большой длиной волны, вроде герцевых лучей? Весьма возможно, что есть, что Солнце шлет к нам лучи, лежащие далеко за пределом инфракрасного спектра, не производящие заметного нагревания, но способные действовать электромагнитно. Быть может, такими лучами придется объяснить несомненное магнитное действие Солнца на Землю.

А. Г. Столетов,

1890 г.

ОБ ЗПЕРГИИ АТОМА

»едалеко время, когда человек получит в свои руки атомную энергию, такой источник силы, который даст ему возможность строить свою жизнь, как он захочет-Сумеет л» человек воспользоваться этой силой, направить ее на добро, а не на самоуничтожение? Ученые не должны закрывать глаза на возможные последствия их научной работы.

В.

в том случае, когда во время облучения монокристаллы имели температуру 200°. При 500° и тех же условиях облучения не происходило изменения размеров.

Явление роста при облучении наблюдалось и на поликристаллических образцах, имеющих текстуру, то-есть преимущественную ориентировку кристаллической решетки зерен вдоль определенного направления, причем в образцах с текстурой, например холод-нокатанных фольгах урана, удлинение при облучении происходило в направлении прокатки, с которым близко совпадает одно из направлений кристаллической решетки большинства зерен.

Многочисленные данные показывают, что все, что частично или полностью уничтожает текстуру, как, например, отжиг фольги, закалка и легирующие добавки к урану, вызывает уменьшение или полностью ликвидирует явление роста.

Объемное распухание урана под влиянием облучения обычно составляет небольшую величину, примерно 1 %, но встречаются указания и на большие изменения. Заметно, на 10—15% понижается такое важное свойство, как теплопроводность. Электропроводность падает значительно меньше — на 1—4%.

Пребывание поликристаллического урана в ядерном реакторе при 120° и распад 0,035% от общего числа атомов понижают на 27% максимальную прочность, увеличивают вдвое предел текучести и уменьшают удлинение с 17 до 0,4%. Наблюдалось также увеличение в 1,5 раза твердости урана в результате распада 0,1 % атомов.

В смесях графита и урана, окиси бериллия и окиси урана под влиянием распада теплопроводность снижается, соответственно, в 2 и 6 раз.

Из конструкционных материалов сильному воздействию облучения нейтронами подвержены железо и молибден, в которых развивается большая хрупкость наряду с возрастанием статической прочности. Повидимому, не ухудшает своих механических свойств цирконий. Твердение и уменьшение пластичности имеет место в никеле и нержавеющей стали. В общем эффект облучения нейтронами в конструкционных металлах и сплавах похож на действие, вызываемое холодной пластической деформацией. Однако имеются и существенные различия в природе изменения свойств в том или другом случае. Это выражается хотя бы в том, что уничтожение действия облучения происходит часто при более низких температурах, чем действия наклепа.

Сказанное отражает лишь небольшую часть результатов исследований, проведенных в «горячих» лабораториях, но уже из нее видно, насколько эти исследования важны в дальнейшем развитии работ по мирному использованию атомной энергии.

Координатный манипулятор (1) и телевизионный передатчик (2) установленное в камере физических измерений.

И. Вернадский,

1922 и