Комплексные экспериментально-расчетные исследования радиационных явлений в реакторных материалах ядерной и термоядерной энергетики на базе облучения в ионном ускорителе. Этап 2022-2024 годов. Этап 4

Объектом исследования являются стали ферритно-мартенситного (ЭП823, ЧС139, ЭК181, ЭП450) и аустенитного (Х18Н9, 08Х18Н10Т, 10Х16Н25М2Т) класса. Цель работ состоит в разработке и верификации методики экспресс-оценки радиационной стойкости конструкционных материалов (КМ) ферритно-мартенситного (ф/м) и аустенитного класса на основе данных по эволюции микроструктуры и механических свойств КМ разных классов при высокодозном ионном облучении. Проведены расчеты: накопления гелия и водорода в ф/м сталях в активной зоне реакторов БОР-60, БН-600, БРЕСТ; повреждающей дозы, спектра энергий и времен имплантации ионов гелия и водорода при ионном облучении; фазовых превращений и распухания при трехпучковом (Fe-He-H) ионном и при нейтронном облучении сталей. Проведено циклическое последовательное двухпучковое (Fe-He) и трехпучковое (Fe-He-H) облучение образцов исследованных материалов в широком температурном интервале ионами Fe4+ с энергией 11,5 МэВ максимальной дозой вдоль пробега до 600 сна, ионами He+ и H+ различных энергий, при котором имплантация He и H вдоль пробега тяжелых ионов соответствует скоростям их наработки в быстрых реакторах. Методами ПЭМ, СЭМ, рентгеновской дифрактометрии и наноиндентирования получены данные по эволюции микроструктуры, распуханию, фазовому составу, ползучести и микротвердости облученных КМ. Научно-техническая значимость работ: разработаны методы ускоренных испытаний на радиационную ползучесть аустенитных и ф/м сталей, и определения склонности к ВТРО аустенитных сталей, при ионном облучении; впервые проведено ускорительное облучение ф/м сталей максимальной дозой вдоль пробега до 600 сна. Полученные результаты позволят существенно ускорить разработку перспективных сталей, обладающих трещиностойкостью и устойчивостью к ВТРО под облучением, а также снизить объем работ и расходы на проведение реакторных испытаний.