Facility for modeling the interactions effects of neutrons fluxes with materials of nuclear reactors: main characteristics and capabilities

Abstract

A triple beam ion irradiation facility has been developed to study the synergistic effects of displacement damage, helium and hydrogen on microstructure changes on structural materials under environments representative for future generation reactors. The system consists of vacuum chamber and one beam line, which allows providing simultaneously dual and triple ion irradiations. Samples can be irradiated in the wide temperature range from 350…800 0С and doses up to 1200 dpa. The ferritic-martensitic steel EP-450 was simultaneously irradiated with dual and triple beam of chromium, helium and hydrogen ions at temperature of swelling maximum 480 0C, doses 50 and 200 dpa and different levels of gases. It was shown that levels of helium and hydrogen effect on swelling parameters.

Оборудование для одновременного облучения тройным пучком ионов было разработано для изучения совместного влияния смещающих повреждений, гелия и водорода на микроструктурные изменения конструкционных материалов в условиях, характерных для реакторов будущих поколений. Система состоит из вакуумной камеры и одного ионного трубопровода, который позволяет проводить одновременно двойное и тройное ионные облучения. Температурный диапазон облучения составляет 350…800 0С, а дозы облучения может достигать порядка 1200 сна. Для изучения совместного влияния повреждений и газов ферритомартенситная сталь ЭП-450 одновременно облучалась двойным и тройным ионными пучками, состоящими из ионов хрома, гелия и/или водорода при температуре максимума распухания 480 0С, дозах 50 и 200 сна, а также при различных концентрациях газов. Показано, что концентрация гелия и водорода влияет на поведение распухания.

Обладнання для одночасного опромінення потрійним пучком іонів було розроблено для вивчення спільного впливу зміщень, гелію та водню на мікроструктурні зміни конструкційних матеріалів в умовах, характерних для реакторів майбутніх поколінь. Система складається з вакуумної камери і одного іонного трубопроводу, який дозволяє проводити одночасно подвійне і потрійне іонне опромінення. Температурний діапазон опромінення складає 350…800 0С, а дози опромінення може досягати близько 1200 зна. Для вивчення спільного впливу пошкоджень і газів одночасно опромінювалася феритомартенситна сталь ЕП-450 подвійним та потрійним іонними пучками, що складаються з іонів хрому, гелію і/або водню при температурі максимуму розпухання 480 0С, дозах 50 і 200 зна, а також при різних концентраціях газів. Показано, що концентрація гелію і водню впливає на поведінку розпухання.