輻照石墨電極材料中的缺陷

輻照石墨電極材料中的缺點
在一般的反應堆工作溫度下，間充原子極端活躍，大多數位移原子回到空的點陣結點上去。石墨電極材料中殘存的輻照損害是由于從一些安穩混合物構成了間充原子的聚集體，這些復合物的散布取決于它們在不同溫度下的安穩性，以及它們的構成速率和使它們破壞的輻照效應。在任何溫度下，復合物的數量都到達某一飽和值，這一數值隨輻照溫度添加而下降。有些復合物作為核心而構成間充環，一旦核心構成，間充環就無限成長。溫度足夠高時，空穴發生移動，構成空穴環。
用透射電子顯微鏡進行觀察時，能夠在150℃以上輻照過的石墨晶體中看到空穴和間充環。一般用暗場觀察，在暗場下挑選特殊的衍射束，以構成映像。低溫時缺點顯示為黑點或白點，可是在較高的溫度下，能夠看到輪廓清楚的環，能夠切當地辨認它們的特征。
在一個抱負的晶體中，間充環均勻成核，隨著溫度的添加，它們的別離也迅速添加。不均勻成核，能由幾種辦法誘導。多晶石墨電極材料中，不均勻成核發生在晶粒邊界上，在這種情況下定量研討是困難的，可是在標準的堆石墨中，好像是溫度高于300℃時，不均勻成核占主導地位。低于這一溫度，成核是均勻的。
間充環的成長速率取決于兩個主要因素：它們的平均距離和空穴的性質與數量。距離大的間充環，由于添加了復合的幾率，成長速度遠遠小于距離小的環。這個成果闡明，在均勻成核區(300℃以下）輻照損害對溫度有著激烈的依靠聯系。在300℃以上，依靠聯系則比較小。空穴以三種形式發生，單個空穴及小空穴團，表現像點相同的小缺點，很容易和間充原子復合。空穴環發生在空穴可移動的溫度（500℃以上）之下，假如溫度太低，致使空穴不能移動，這些空穴環就不能構成。可是一般已以為，在很高的輻照劑量下，能夠構成崩塌的空穴線，這些空穴成a方向的縮短。這些崩塌的空穴線構成的機理如下：輻照時，每個原子能夠位移許多次，雖然僅有很小一部分位移原子保存下來。一些小的空穴復合物偶爾構成并崩塌，致使妨礙了與間充原子的再結合，這樣就使得一些數量的空穴得以擇優成長。摘錄了各種條件下發生的一些缺點類型。