Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Надыкто Б.А. -> "Плутоний Фундаментальные проблемы Том 1" -> 188

Плутоний Фундаментальные проблемы Том 1 - Надыкто Б.А.

Надыкто Б.А., Темофеева Л.Ф. Плутоний Фундаментальные проблемы Том 1 — Саров, 2003. — 304 c.
ISBN 5-9515-00-24-9
Скачать (прямая ссылка): plutoniyfundamentproblemi2003.djvu
Предыдущая << 1 .. 182 183 184 185 186 187 < 188 > 189 190 191 192 193 194 .. 222 >> Следующая


чая о возможных выводах работ, которые будут проводиться в дальнейшем”. То, что по предположению Шонфельда будет “вскоре” разрешено, потребовало еще почти 40 лет работы. Рассказ о двух диаграммах является захватывающим с научной точки зрения и интересным для широкой общественности.

Почему так важно знать, распадается ли 6-плутоний?

При старении термически активируемые кинетические процессы постоянно действуют в направлении достижения равновесного состояния, имеющего наименьшую энергию. Следовательно, любые неравновесные структуры могут изменяться в процессе старения. В отношении плутония и его сплавов наибольшее значение имеет стабильность

фаз, поскольку фазовые превращения сопровождаются большими изменениями объема, которые могут нарушить структурную целостность. В ходе выполнения Манхэттенского проекта (и позднее в соответствующем проекте в Советском Союзе) в плутоний был специально введен галлий для сохранения гцк 6-фазы до комнатной температуры, что дало возможность обрабатывать плутоний, придавая ему необходимую форму. С точки зрения металлургов хрупкая моноклинная a-фаза чистого плутония была неприемлемой для обработки. В связи с использованием сплава плутония с галлием в ядерном оружии о диаграмме состояния Pu-Ga сплавов не сообщала ни одна из стран до тех пор, пока обе стороны не поняли, что отсутствие публикаций уже само по себе свидетельствовало о причастности к программам разработки ядерного оружия.

В 1964 году исследователи из США опубликовали Pu-Ga фазовую диаграмму в открытой печати (Ellinger et al. 1964), показав, что подобно алюминию галлий сохраняет гцк 6-фазу при комнатной температуре. Французские исследователи опубликовали очень похожие результаты (Hocheid et al. 1967). В 1975 году 3. Хеккер слышал, как профессор Н. Т. Чеботарев из института Бочвара представлял советский вариант диаграммы плутоний-галлий на конференции “Плутоний 1975” в Баден-Бадене (Германия). Советские исследователи пришли к заключению, которое разительно отличалось от сделанного исследователями на Западе. Как видно из рис. 1, равновесная диаграмма американских ученых показывает, что сплавы с атомным содержанием галлия от

2 до 9% находятся в состоянии 6-фазы при комнатной температуре, тогда как

Number 26 2000 Los Alamos Science

247
Рассказ о двух диаграммах

российская равновесная диаграмма показывает, что при комнатной температуре эти сплавы находятся в состоянии эвтектоида, или смеси фаз, состоящей из а-плутония и Pu3Ga. Ha обеих диаграммах в области низких температур границы нанесены пунктиром, указывая на то, что диффузионные процессы протекают медленно и что фазы представляют состояние, экстраполированное к равновесному.

Важно знать, действительно ли термодинамическая движущая сила приводит гцк 6-фазу к эвтектоидному распаду, поскольку такое превращение повлекло бы большие изменения объема, искажения размеров и потенциально нежелательные изменения свойств. Если низкая кинетика является единственным препятствием на пути к такому превращению, мы должны полностью понимать все факторы, которые могли бы ускорить кинетику. Диффузия атомов, ограничивающая скорость процесса, может быть ускорена в течение десятилетий, если бы, например, повреждения решетки вследствие самооблучения накапливались по мере старения плутония.

На конференции в Баден-Бадене Хеккер упомянул, что исследователи США не обнаружили такого распада, и спросил профессора Чеботарева, как советским ученым удалось ускорить кинетику. В ответ прозвучало, что для ускорения эвтектоидного превращения они проводили отжиг при высоком давлении. В опубликованных трудах Чеботарев и др. (1975) написали, что распад был получен путем “длительного отжига сплавов при высоком давлении”. Попытки Хеккера получить разъяснения после презентации доклада успехом не увенчались.

Вернувшись в Лос-Аламос, Хеккер и его коллеги в конце 70-х и начале 80-х годов пытались продублировать результаты советских ученых. Они обнаружили, что новые фазы и различная микроструктура могут быть легко получены, если сплавы плутония с галлием отжигаются под давлением. Однако они не смогли повторить фазовую диаграмму, полученную советскими учеными. Диаграмма советских исследователей была признана диаграммой зависимости состава от температуры, справедливой только при высоких давлениях. Она не

была принята как истинная диаграмма при атмосферном давлении, поскольку давление рассматривалось как дополнительный термодинамический параметр.

Отсутствие научных контактов продлевает таинственность

До 1998 года истории двух диаграмм оставались отделенными друг от друга -не потому, что обе страны считали их своим секретом, а потому, что “холодная война” запретила обмен мнениями и обсуждение этой работы. Соединенные Штаты (а также Объединенное Королевство и Франция) были уверены, что гцк 6-фаза была устойчивой при комнатной температуре и выше. В Советском Союзе и на Западе было хорошо известно, что при небольших концентрациях алюминия или галлия и при температуре ниже комнатной гцк 6-фаза может испытывать мартенситное превращение в фазу, подобную а-фазе, известную как а'-фаза. Эта фаза имеет моноклинную структуру a-фазы, но содержит растворенный галлий (в равновесной a-фазе галлий практически не растворяется). Мартенситные превращения являются быстрыми, проходящими путем смещения и бездиффузион-ными. Следовательно, они задерживают галлий в моноклинной решетке. Напротив, эвтектоидный распад, происходящий с образованием a-фазы и Pu3Ga, является диффузионным превращением.
Предыдущая << 1 .. 182 183 184 185 186 187 < 188 > 189 190 191 192 193 194 .. 222 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed