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高能重离子辐照的ODS铁素体钢脆化效应研究

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原子核物理评论 2015年第3期32卷 347-352页

作者：刘娟张崇宏杨义涛宋银张丽卿缑洁咸永强陈家超 Jinsung Jang 中国科学院近代物理研究所兰州730000 中国科学院大学北京100049 Paul Scherrer Institute Villigen PSI 5232 Switzerland 韩国原子力研究所韩国大田市305-353

与传统的铁素体钢相比,氧化物弥散强化(ODS)的铁素体钢具有更优的耐高温和抗辐照性能,近年来成为先进核能装置重要的候选结构材料。在HIRFL的扇聚焦型回旋加速器(SFC)材料辐照终端,对一种氧化物弥散强化(ODS)铁素体钢MA956进行了高能Ne... 详细信息

与传统的铁素体钢相比,氧化物弥散强化(ODS)的铁素体钢具有更优的耐高温和抗辐照性能,近年来成为先进核能装置重要的候选结构材料。在HIRFL的扇聚焦型回旋加速器(SFC)材料辐照终端,对一种氧化物弥散强化(ODS)铁素体钢MA956进行了高能Ne离子辐照实验,旨在研究级联碰撞损伤和惰性气体原子注入条件下该材料力学性能的变化。利用辐照终端的能量衰减装置将SFC出口123.4 Me V的离子能量分解为介于38.5～121.0 Me V之间的30个入射能量值,并通过双面辐照在厚度60μm的样品中均匀产生了损伤。辐照剂量为9×1016ions/cm2,在样品中的平均位移损伤为0.7 dpa,注入的Ne原子浓度为350 appm。辐照期间样品温度保持在440℃附近。对辐照前后的样品分别在室温和500℃下进行了小冲杆试验(Small-punch Test),获得了辐照前后样品的加载位移曲线,由此得到该辐照条件下样品的延性损失为18%～26%。通过扫描电子显微镜观察了断口形貌和厚度变化,估算了样品的等效断裂应变和断裂韧性。结果表明,MA956钢经过高能Ne离子辐照后等延伸率减小,断裂韧性降低,样品发生了一定的脆化。透射电镜结果说明氧化物弥散相界面处微空洞的形成可能是导致脆化的原因。

关键词： ODS铁素体钢高能重离子辐照损伤延伸率断裂韧性

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高能重离子物理进展与展望

物理 1996年第2期25卷 76-83页

作者：赵维勤中国科学院高能物理研究所北京100039

介绍了高能重离子碰撞物理的基本概念，指出这一领域的中心课题是研究实现夸克一胶子等离子体（ＱＧＰ）相变的条件．文章综述了对各种可能的ＱＧＰ相变信号的理论分析及实验探测的最新进展．并展望了该领域实睑与理论研究发用的未来前景．

关键词：高能重离子碰撞物理夸克胶子等离子体

高能重离子辐射诱导水稻半矮生突变株系的RFLP分析

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核农学报 1997年第2期11卷 74-78页

作者：庄楚雄胡维民梅曼彤华南农业大学遗传工程研究室

本文用限制性内切酶片段长度多态性（ＲＦＬＰ）分析技术，选用９７个已定位的水稻基因组随机克隆为探针，分析了广东地方品种边皮占、香占及其种子经高能氩离子辐照后诱导产生的稳定半矮生突变株系Ａｒ１０和氩香１号在ＤＮＡ水平上... 详细信息

本文用限制性内切酶片段长度多态性（ＲＦＬＰ）分析技术，选用９７个已定位的水稻基因组随机克隆为探针，分析了广东地方品种边皮占、香占及其种子经高能氩离子辐照后诱导产生的稳定半矮生突变株系Ａｒ１０和氩香１号在ＤＮＡ水平上的变异。结果表明，边皮占和Ａｒ１０之间位点变异率为５１５％；香占和氩香１号之间位点变异率为６３９％。研究显示，高能重离子辐射诱导的变异主要是ＤＮＡ分子较大的改变，而非点突变。用Ａｒ１０与边皮占杂交获得的Ｆ２群体对Ａｒ１０的半矮生位点的遗传和定位分析表明，此性状受１个隐性位点控制。

关键词：水稻半矮生突变体高能重离子辐射育种

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高能重离子碰撞与核媒质相变

核物理动态 1989年第1期6卷 30-33页

作者：刘亦铭哈尔滨工业大学

图1是理论上推测的核媒质密度—温度相图。传统的低能核物理学研究相图中ρ/ρ_0=1和T=0附近小区域冷核媒质的物理特性。高能重离子碰撞提供了研究在极端密度和极端温度下核媒质性质的可能。图1中的虚线指明了碰撞中核媒质所遵循的一条... 详细信息

图1是理论上推测的核媒质密度—温度相图。传统的低能核物理学研究相图中ρ/ρ_0=1和T=0附近小区域冷核媒质的物理特性。高能重离子碰撞提供了研究在极端密度和极端温度下核媒质性质的可能。图1中的虚线指明了碰撞中核媒质所遵循的一条可能途径。研究碰撞中所发射的粒子,能够获得核媒质态方程和动力学的情报。这些知识不仅对核物理学和基本粒子物理学的发展是非常重要的,对中子星、超新星、以及宇宙形成的研究也将起着不可估价的作用。

关键词：高能重离子核媒质相变

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高能重离子辐照的ODS钢断裂韧性的研究

高能重离子辐照的ODS钢断裂韧性的研究

作者：刘娟中国科学院研究生院（近代物理研究所）

学位级别：硕士

能源与环境问题是当代社会面临的重大问题,以第四代裂变堆,聚变堆为代表的先进核能有望为社会提供长期的清洁能源。核技术的成功应用有赖于反应堆内材料的抗辐照能力,比如聚变堆结构材料要经受高温下高能中子和He离子的辐照引起材料的损... 详细信息

能源与环境问题是当代社会面临的重大问题,以第四代裂变堆,聚变堆为代表的先进核能有望为社会提供长期的清洁能源。核技术的成功应用有赖于反应堆内材料的抗辐照能力,比如聚变堆结构材料要经受高温下高能中子和He离子的辐照引起材料的损伤,因此研发耐高温、抗辐照的结构材料是成功建造先进核反应堆的关键。氧化物弥散强化铁素体钢(Oxide-dispersion-strengthened ferritic steel,即ODS铁素体钢)是通过机械冶金和热压工艺,在铁基合金基体中掺杂纳米级别的氧化物颗粒而制备的铁基复合材料,相比传统的铁素体钢具有耐高温、抗辐照的优点,但是高能中子辐照导致材料的脆化问题仍亟待解决。利用高能重离子开展ODS钢的辐照损伤研究,与中子相比在较短的时间内,达到较高的原子离位损伤水平,便于模拟聚变堆内部服役过程的辐照损伤。由于高能重离子加速器和在建的强流中子源的高通量辐照空间极其有限,所以需要借助小样品技术来研究材料在辐照前后力学性能的变化。本论文结合小冲杆试验(Small-punch test)和断裂面的形貌分析,来研究ODS钢在重离子辐照前后断裂韧性的变化。主要的研究内容如下:(1)未辐照的低活化钢样品的小冲杆试验:采用小冲杆试验方法,在常温下对不同厚度的Fe-22%Cr合金小样品进行力学性能测试,对经过小冲杆试验后的样品用扫描电子显微镜进行断裂面的观察分析。试验结果表明,随着厚度的增加,最大载荷和屈服载荷不断增加,并且与厚度成线性关系。断裂面存在大量的韧窝,为典型的韧性断口,随着厚度增加,裂纹的深度增大,断裂能增大。断裂形貌可以看出断裂的位置不在中心位置,采用有限元模型进行模拟计算,得到与实验相符的结果。该工作为利用小冲杆试验研究辐照脆化效应打下基础。(2)高能离子辐照的低活化ODS钢样品的断裂韧性研究:在兰州重离子加速器SFC材料辐照终端,对一种氧化物弥散强化ODS的铁素体钢(MA956)进行高能Ne离子辐照。利用辐照靶室系统的梯度减能装置,将SFC出口123.4Me V的离子能量分解为38.4-121.0 Me V范围30种能量;再通过双面辐照在厚度为60微米的样品中产生均匀分布的损伤。辐照剂量为9x1016 ions/cm2,在样品中的损伤为0.7 dpa/350 appm-Ne。辐照期间样品温度保持在440oC附近,将辐照前后的样品分别在室温和500oC下进行小冲杆试验,再用扫描电子显微镜观察断口形貌和厚度变化,据此利用前人经验公式计算了各样品的等效断裂应变和断裂韧性。结果说明,样品经过高能Ne离子辐照后等效断裂应变减小,断裂韧性降低,样品发生了一定的脆化。

关键词：小冲杆试验 ODS铁素体钢高能重离子辐照损伤断裂韧性

一种低活化铁素体／马氏体钢的高能重离子辐照效应研究

同方学位论文库评论

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原子核物理评论 2009年第1期26卷 48-54页

作者：张崇宏杨义涛宋银 J.S.Jang 孙友梅金运范李炳生中国科学院近代物理研究所甘肃兰州730000 Korea Atomic Energy Research Institute Daejeon305-353Korea(South)

低活化的铁素体/马氏体钢是先进核能装置(如聚变堆)的重要候选结构材料。在聚变堆实际工作环境下,由于高温和高氦产生率引起的材料失效是这类材料面临的一个重要问题。本项研究以兰州重离子加速器(HIRFL)提供的中能惰性气体离子束(20Ne,... 详细信息

低活化的铁素体/马氏体钢是先进核能装置(如聚变堆)的重要候选结构材料。在聚变堆实际工作环境下,由于高温和高氦产生率引起的材料失效是这类材料面临的一个重要问题。本项研究以兰州重离子加速器(HIRFL)提供的中能惰性气体离子束(20Ne,122 MeV)作为模拟辐照条件,借助透射电子显微镜,研究了一种低活化的9Cr铁素体/马氏体钢(T92B)组织结构的变化和辐照肿胀。实验结果表明,高温下当材料中晶格原子的撞出损伤和惰性气体原子沉积浓度超过一定限值时,材料内部形成高浓度的空洞,并且空洞肿胀率显著依赖于辐照温度和剂量;在马氏体板条界面及其它晶界处空洞趋于优先形成,并且在晶界交汇处呈加速生长。基于氦泡的形核生长与空洞肿胀的经典模型探讨了在不同辐照条件(He离子、Ne离子、Fe/He离子双束、快中子、Ni离子)下铁素体/马氏体钢中肿胀率数据的关联。

关键词：铁素体/马氏体钢高能重离子辐照损伤空洞肿胀

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高压条件下高能重离子辐照材料研究进展

原子核物理评论 2009年第4期26卷 338-342页

作者：翟鹏飞刘杰孙友梅侯明东段敬来中国科学院近代物理研究所甘肃兰州730000 中国科学院研究生院北京100049

高能重离子辐照处于高压条件下材料的研究,是随着高能重离子加速器技术的快速发展而出现的一个新的研究领域,研究结果涉及材料学、地质学、地质年代学、核废料处理学等学科。简要介绍最近几年国内外在高能重离子辐照高压条件下材料研究... 详细信息

高能重离子辐照处于高压条件下材料的研究,是随着高能重离子加速器技术的快速发展而出现的一个新的研究领域,研究结果涉及材料学、地质学、地质年代学、核废料处理学等学科。简要介绍最近几年国内外在高能重离子辐照高压条件下材料研究领域的研究现状及已取得的结果,并对未来在兰州重离子加速器冷却储存环(HIRFL-CSR)上开展相关研究工作的前景作了展望。

关键词：高能重离子高压相变金刚石压腔

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高能重离子加速装置

核物理动态 1988年第4期 23-28页

作者：叶美玲中国科学院近代物理研究所

高能重离子研究向新的领域扩展很快。本文简要介绍了美国以及欧洲其它国家的一些较大的高能重离子加速装置的设想及设计发展情况。

关键词：高能重离子加速装置重离子加速器储存环静电加速器增强器同步加速器束团质子束重离子束

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高能重离子碰撞中的奇异粒子产生

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