Purification of vanadium by electron-beam melting

Abstract

In this paper we are reported about theoretical calculation and experimental investigation of Vanadium purification by electron-beam melting. This method has demonstrated high efficiency of Vanadium purification from interstitial impurities and majority of metallic impurities, including Potassium. The Vanadium metal with purity of 99.7 wt.% have been obtained. The thermal desorption from Vanadium metal samples “before” and “after” electronbeam melting has been studied. The purified in such way Vanadium have satisfied all the requirements of low background experiment for search of rare decay of 50V, especially concerning of Potassium contamination.

Проведены расчетные и экспериментальные исследования процесса рафинирования ванадия методом электронно-лучевой плавки. Показано, что электронно-лучевая плавка является эффективным методом рафинирования ванадия от примесей внедрения и большинства металлических примесей, в том числе от калия. Получены образцы ванадия с чистотой 99,7 мас.%. Исследована термодесорбция из образцов ванадия до и после электронно-лучевого переплава. Приведены результаты микроструктурных исследований и измерения твёрдости. Установлено, что полученный ванадий удовлетворяет всем необходимым условиям, в первую очередь по содержанию примеси калия, для проведения исследований поиска 2β-распадов на ядрах изотопов ванадия, а также для применения в качестве компонента перспективных, малоактивируемых сплавов.

Проведені розрахункові та експериментальні дослідження процесу рафінування ванадію методом електронно-променевої плавки. Показано, що електронно-променева плавка є ефективним методом рафінування ванадію від домішок проникнення і більшості металевих домішок, у тому числі від калію. Отримано зразки ванадію чистотою 99,7 мас.%. Досліджено термодесорбцію із зразків ванадію до і після електронно-променевого переплаву. Наведено результати мікроструктурних досліджень і вимірювання твердості. Встановлено, що отриманий ванадій задовольняє всім необхідним умовам, в першу чергу за вмістом домішки калію, для проведення досліджень пошуку 2β-розпадів на ядрах ізотопів ванадію, а також для застосування в якості компонента перспективних малоактивованих сплавів.