Swelling of ferritic structural materials at high levels of damage doses and gas concentrations

Abstract

Investigation results of the swelling behavior of three ferritic steels under conditions of simultaneous irradiation with 1.8 MeV Cr³⁺ ions and gases (helium or hydrogen) at peak swelling temperatures and doses to 50 and 200 dpa are presented. It is shown that the behavior of swelling depends on the concentration of helium or hydrogen. Determined that helium and hydrogen have different influence on the nucleation processes and growth of vacancy voids. Dual irradiation with hydrogen leads to a decrease in voids formed under irradiation. Helium has a stronger effect on voids nucleation, increasing their concentration by almost 10 times with a significant decrease of their size.

Представлено результати дослідження поведінки розпухання трьох сталей феритного класу в умовах одночасного опромінення іонами Сr³⁺ з енергією 1,8 МеВ і газів (гелію або водню) при температурах максимального розпухання і дозах 50 і 200 зна. Показано, що поведінка радіаційного розпухання багато в чому залежить від концентрації гелію або водню. Встановлено, що гелій і водень по-різному впливають на процеси зародження і зростання вакансійних пор. Подвійне опромінення з воднем призводить до зменшення розміру пор, що утворюються при опроміненні. Гелій проявляє більш сильний вплив на зародження пор, збільшуючи їх концентрацію на порядок при значному зменшенні їх розміру.

Представлены результаты исследования поведения распухания трех сталей ферритного класса в условиях одновременного облучения ионами Сr³⁺ с энергий 1,8 МэВ и газов (гелия или водорода) при температурах максимального распухания и дозах 50 и 200 сна. Показано, что поведение радиационного распухания во многом зависит от концентрации гелия или водорода. Установлено, что гелий и водород поразному влияют на процессы зарождения и роста вакансионных пор. Дуальное облучение с водородом приводит к уменьшению размера пор, образующихся при облучении. Гелий проявляет более сильное влияние на зарождение пор, увеличивая их концентрацию на порядок при значительном уменьшении их размера.