ximia.org - сайт о химии для химиков
РАЗДЕЛЫ САЙТА
Разная химия
Неорганическая
Органическая
Биологическая
Наглядная биохимия
Токсикологическая

База знаний
Химическая энциклопедия
Справочник по веществам
Таблица Д.И. Менделеева
Гетероциклические соед.
Теплотехника
Углеводы

Партнёры по химии
Всё об Алхимии

Химия в жизни
Каталог предприятий

Дополнительно
Лекарственные средства Фармацевтический справ.
 
Всё о Химии - Ximia.org

РАДИАЦИОННАЯ СТОЙКОСТЬ


Алфавитный указатель: А Б В Г Д Е Ж З И К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я


РАДИАЦИОННАЯ СТОЙКОСТЬ, способность материалов сохранять исходный хим. состав, структуру и св-ва в процессе и (или) после воздействия ионизирующих излучений (ИИ).

Р. с. существенно зависит от вида радиации, величины и мощности поглощенной дозы, режима облучения (непрерывное или импульсное, кратковременное или длительное), условий эксплуатации материала (т-ра, высокое давление, мех. нагрузки, магнитное или электрич. поле), размеров образца материала, его уд. пов-сти и др. факторов. На практике изменение св-в материала сопоставляется с величиной, характеризующей величину воздействующего излучения, напр. с потоком (флюенсом) нейтронов или поглощенной дозой ИИ. Количеств. характеристикой часто служит также макс. (предельное) значение поглощенной дозы и (или) мощности поглощенной дозы излучения, при к-ром материал становится непригодным для конкретных условий применения или до заданной степени меняет значение к.-л. характерного параметра. Обычно проводят ускоренные радиац. испытания в лаб. условиях, имитирующих эксплуатационные.

Возникающие в результате радиац.-индуцир. процессов ионы и своб. электроны могут участвовать в сложных цепях физ.-хим. превращений (образование новых молекул и своб. радикалов, изменение кристаллич. структуры и др.), совокупно приводящих к изменению мех., электрич., мат., оптич. и др. св-в материалов. Изменения в материалах м. б. обратимыми или необратимыми и произойти как непосредственно вслед за радиац. воздействием, так и в течение длит, времени после акта облучения.

Радиац. стойкость неорг. в-в зависит от кристаллич. структуры и типа хим. связи. Наиб. стойки ионные кристаллы. Плотные структуры с высокой симметрией наиб. устойчивы к воздействию излучений. Для стекол характерно изменение прозрачности и появление окраски; возможна кристаллизация. Силикаты начинают изменять св-ва после облучения флюенсом нейтронов ~1019 см-2. В результате облучения происходят: анизотропное расширение кристалла, аморфизация его структуры, уменьшение плотности, упругости, теплопроводности и др. св-в. Оксиды при облучении нейтронами меняют свои св-ва аналогично силикатам. но в меньшей степени. В св-вах бетонов существ. изменения отсутствуют при облучении флюенсом нейтронов до 3·1019см-2.

Св-ва металлов изменяются в зависимости от повреждений кристаллич. решетки. Одиночные дефекты обычно упрочняют металл, но снижают его пластичность. Электрич. сопротивление металлов или сплавов возрастает за счет образования дефектов, хотя в сплавах возможно и уменьшение электрич. сопротивления, если радиац. воздействие приводит к упорядочению структуры. В полупроводниках всегда имеется нек-рая равновесная при определенной т-ре концентрация точечных дефектов. Под действием облучения она увеличивается, что приводит к изменению электрич. и оптич. св-в полупроводников.

Радиац. стойкость орг. материалов принято определять величиной радиац.-хим. выхода продуктов радиолиза, образующихся при поглощении 100 эВ энергии ИИ (см. Радиационно-химический выход), Взаимод. ИИ с орг. соед. сопровождается образованием промежут. активных частиц, деструкцией, окислением, сшиванием, газообразованием, деполимеризацией (для полимеров) и т.д. Низкой радиац. стойкостью обладают в-ва, содержащие связи С—F, С — Si, С—О. Наличие в молекуле двойных и сопряженных связей, ароматич. колец и гетероциклов увеличивает Р. с. Наиб. значит изменения структуры полимерных материалов под действием ИИ происходят при деструкции или сшивании молекул полимера.

Р с., в т. ч. полимеров, зависит и от кол-ва растворенного в них О2 воздуха и скорости его поступления из окружающей среды; в его присутствии происходит радиац.-хим. окисление в-ва. В результате этого существенно изменяются хим. и термич. стойкость в-в, предел прочности и модуль упругости, диэлектрич. проницаемость, электрич. прочность и электрич. проводимость

Обратимые изменения в орг. материалах обусловлены установлением стационарного равновесия между генерированием нестабильных продуктов радиолиза и их гибелью и зависят от мощности дозы. Так, электрич. сопротивление орг. изоляционных материалов с увеличением мощности дозы падает на неск. порядков. При больших дозах снижение остаточного электрич. сопротивления носит необратимый характер. У мн. полимерных материалов, облученных дозами до 106 Гр, исходная электрич. проводимость меняется в неск. раз. При дозе 104 Гр необратимые изменения, как правило, незначительны. В орг. полимерных материалах может возникать послерадиац. старение, к-рое обусловлено в осн. хим. р-циями образовавшихся своб. радикалов с О2 воздуха. Радиац. стойкость полимерных диэлектриков ограничивается, как правило, их мех. св-вами, т. к. они становятся хрупкими и теряют способность нести мех. нагрузки после доз, не вызывающих существ. изменений электрич. св-в.

4031-1.jpg

В табл. приведены значения дозы облучения, вызывающие заметные (до 50%) изменения св-в нек-рых материалов.

Для повышения Р. с. обычно используют пассивную защиту (экранирование), физ.-хим. модификацию материала, радиац.-термич. обработку. Использование защитного экранирования снижает степень воздействия ИИ на материал. Таким путем в весьма широких пределах можно "повысить" стойкость любого материала. При физ.-хим. модификации в материал вводят добавки-напр. антиоксиданты или ттшрады\ таким путем радиац. стойкость м. б. повышена в 7-20 раз. Предварительная радиац.-термич. обработка-облучение и отжиг-позволяет увеличить радиац. стойкость металлич. материалов в 10-50 раз.


===
Исп. литература для статьи «РАДИАЦИОННАЯ СТОЙКОСТЬ»:
Радиационная стойкость материалов. Справочник, под ред. В. Б. Дубровского, М., 1973; Радиационное электроматериаловедение, М., 1979; Действие проникающей радиации на изделия электронной техники, под ред. Е. А. Ладыгина, М., 1980; Радиационная стойкость органических материалов. Справочник, под ред. В. К. Милннчука, В. И. Туликова, М., 1986; Вавилов B.C.. Кекелнд-зе Н.П., Смирнов Л. С., Действие излучений на полупроводники, М., 1988; Радиационная стойкость материалов атомной техники. Сб. трудов, под ред. Б. А. Калина, М., 1989. Б. С. Сычев. В. К. Милинчук, Л.Н. Патрикеев.

Страница «РАДИАЦИОННАЯ СТОЙКОСТЬ» подготовлена по материалам химической энциклопедии.

 

Всё о Химии для учеников, учителей, студентов и просто химиков